DE69032638T2

DE69032638T2 - Gehärtete harzsysteme für kompositanwendungen

Info

Publication number: DE69032638T2
Application number: DE69032638T
Authority: DE
Inventors: Robert A. Clayton Ca 94157 Buyny; Karen A. Pleasanton Ca 94566 Olesen
Original assignee: Hexcel Corp
Current assignee: Hexcel Corp
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2010-02-13
Also published as: US5278224A; EP0412153A4; US5248711A; EP0412153A1; BR9004536A; DE69032638D1; ATE170894T1; WO1990009410A1; JPH0757821B2; AU5262190A; JPH03505893A; EP0412153B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hochleistungs-Faser-Harz-Composits.
Aushärtbare Harze werden weit verbreitet zur Bildung von faserverstärkten Strukturmaterialien verwendet wegen ihrer Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten. Diese Materialien weisen die hohe Festigkeit und Brauchbarkeit bei hohen Temperaturen auf, die bei Anwendungen wie militärischen Luftfahrzeugen erforderlich sind. Aushärtbare Harze, die in diesem Zusammenhang verwendet wurden, umfassen Epoxyharze und Bismaleinimidharze. Letztere sind besonders nützlich wegen ihrer hohen Glasübergangstemperatur, ihrer guten Fähigkeit, einer feuchtheißen Umgebung standzuhalten, und ihrer niedrigen Emission an Rauch und Gift.
Die nützlichen Eigenschaften der aushärtbaren Harze sind leider mit einer Sprödigkeit oder niedrigen Zähigkeit verbunden, was zu einer geringen Schadenstoleranz führt. Zähigkeit ist in Hochleistungsbauelementen extrem wichtig, da hohe Beanspruchungen ausgehalten werden müssen sowohl innerhalb der Compositfläche als auch in Richtung senkrecht zur Compositfläche. Zu den angebotenen Lösungen zur Erhöhung der Zähigkeit gehören die Verwendung von Thermoplasten in Kombinaton mit den aushärtbaren Harzen. Dies erfolgt gewöhnlich aber auf Kosten der Verarbeitbarkeit, da das thermoplastische Additiv einen Anstieg der Viskosität und des Erweichungspunkts des Materials verursacht.
Die EP-A-0 296 112 offenbart härtbare Mischungen, die ein Polyimid, eine Diallylverbindung und eine Verbindung zur Aufrechterhaltung des Haftvermögens der härtbaren Mischung während der Lagerung für längere Zeit bei Raumtemperatur enthalten. Beispiel 3 dieses Dokuments zeigt, daß das thermoplastische Polyimid als Lösung verwendet wird, um die härtbare Mischung herzustellen.
Die EP-A-0 237 468 offenbart Zusammensetzungen zur Herstellung von Prepregs, die ein Bismaleinimid, ein Alkenylphenol und ein Polyimid enthalten. Das Alkenylphenol und das Polyimid werden zuerst bei erhöhten Temperaturen gemischt, und dann wird das Bismaleinimid zugegeben. Als Alternative werden das Alkenylphenol und das Polyimid zusammen geschmolzen, in einem geeigneten Lösemittel gelöst und mit dem Bismaleinimid gemischt.
EP-A-0 274 899 offenbart Prepregs, die aus einem faserverstärkten Harz bestehen, das durch das gesamte Prepreg verteilt Schichten feiner Teilchen als separate Phase der feinen Harzteilchen enthält, als auch Prepregs zur Herstellung von faserverstärkten Harzlaminaten, die als separate Phase Harzteilchen aufweisen, von denen 90% oder mehr in Zwischenschichtzonen liegen, die eine nicht größere Breite als 30% der Breite jeder Schicht haben, die das Laminat bilden. Jedes Harz kann als Material für die Teilchen verwendet werden soweit es eine von der Matrix getrennte Phase bildet. Thermoplastische Harze, aushärtbare Harze ebenso wie deren Mischungen sind geeignet.
Es wurde jetzt gefunden, daß spezielle aushärtbare Harze zur Verwendung in faserverstärkten Composits hergestellt werden können mit einer erhöhten Zähigkeit, während ein hohes Maß der Verarbeitbarkeit erhalten bleibt, indem feine Teilchen eines thermoplastischen Polyimids, die in dem gesamten aushärtbaren Harz dispergiert sind, verwendet werden, wobei das thermoplastische Polyimid bei Umgebungstemperaturen fest ist, sich aber in dem aushärtbaren Harz bei einer Temperatur unterhalb der Temperatur löst, bei der das aushärtbare Harz ein Gel bildet. Die gelöste thermoplastische Phase trennt sich während der Härtung des aushärtbaren Harzes ab und bildet im wesentlichen getrennte Bereiche in dem gesamten ausgehärteten Harz.
Es wurde außerdem gefunden, daß die Zähigkeitsbeschaffenheit des entstandenen Produkts abgestellt werden kann auf die spezifischen Erfordernisse bezüglich der Art der Belastung, die das Produkt aushalten muß. Dies wird durch eine vernünftige Auswahl der chemischen und physikalischen Natur der thermoplastischen Teilchen gemacht. Solche mit höheren Löslichkeitstemperaturen in dem aushärtbaren Harz werden ein Produkt liefern, in dem die interlaminare (d. h. zwischen den Lagen) Zähigkeit betont ist. Interlaminare Zähigkeit zeigt sich durch Eigenschaften wie der Fähigkeit, einer hohen Aufprallenergie standzuhalten. Solche mit niedrigeren Löslichkeitstemperaturen werden ein Produkt liefern, in dem die intralaminare (d. h. innerhalb der Lage) Zähigkeit betont ist. Diese zeigt sich durch Eigenschaften wie der erhöhten Festigkeit gegen mikroskopische Risse und Schichtspaltung am Rand. Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines Faser-Harz-Composits, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Weitere Aspekte der Erfindung ebenso wie weitere Ausführungsformen und Vorteile sind aus der folgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu ersehen.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen weiten Bereich von aushärtbaren Harzen anwendbar, typischerweise auf aushärtbare Harze mit Gebildungstemperaturen im Bereich von 300ºF bis 400ºF (149-204ºC). Was die chemische Struktur des aushärtbaren Harzes betrifft, so werden Harzsysteme auf Bismaleinimidbasis verwendet. Coreaktanten zur Verwendung mit den Bismaleinimiden sind Alkenylphenole. Beispiele sind 2,2'-Diallylbisphenol A, 2,2'-Dipropenylbisphenol A, 4-Allyl-2-methoxyphenol. Von besonderem Interesse sind Harzsysteme, bei denen ein Bismaleinimid in Kombination mit einem Bis(alkenylphenol) verwendet wird. Die Beschreibungen eines typischen Harzsystems dieser Art sind bei Zahir et al., US-Patent Nr. 4 100 140, erteilt 11. Juli 1978 zu finden. Besonders bevorzugte Komponenten sind 4,4'-Bismaleinimidodiphenylmethan und o,o'-Diallylbisphenol A.
Gemäß üblicher Technologie sind im allgemeinen andere Bestandteile in den aushärtbaren Harzkomponenten enthalten, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet der Verarbeitung solcher Materialien wohl bekannt ist. Diese Bestandteile sind zum Beispiel Härter, Verarbeitungshilfsmittel und ähnliches. Die relativen Verhältnisse all solcher Komponenten einschließlich der Comonomeren sind auch in Übereinstimmung mit der üblichen Technologie.
Das thermoplastische Polyimid kann ebenfalls weit variieren. Die Auswahl des optimalen thermoplastischen Polyimids für jede besondere Anwendung wird in gewissem Ausmaß von dem verwendeten aushärtbaren Harzsystem wie von den besonderen gewünschten Eigenschaften des Endprodukts abhängen. Bevorzugte thermoplastische Polyimide sind diejenigen, die sich in dem aushärtbaren Harz bei einer Temperatur innerhalb von 100 Grad F (56 Grad C) vor der Gelbildungstemperatur des aushärtbaren Harzes lösen.
Beim Vergleich der aushärtbaren und thermoplastischen Materialien miteinander werden diejenigen Kombinationen verwendet, bei denen jedes dieser Materialien einen Löslichkeitsparameter δ hat, der innerhalb etwa 2 (cal/cc)1/2 des Löslichkeitsparameters des anderen fällt. In besonders bevorzugten Ausführungsformen wird der Löslichkeitsparameter jedes der zwei Materialien in den Bereich von 10 bis 12 (cal/cc)1/2 fallen. Zusätzlich ist es bevorzugt, daß die Glasübergangstemperaturen der zwei Materialien vergleichbar sind, am bevorzugtesten ist es, daß die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Polyimids nicht mehr als 20 Grad C unterhalb derjenigen der aushärtbaren Materialmatrix liegt.
Solche Polyimide sind als thermoplastisches Material bevorzugt, die durch Umsetzung eines Dianhydrids und eines Diamins gebildet sind. Ein bevorzugtes Dianhydrid ist Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, und ein bevorzugtes Diamin ist 5(6)-amino-1-(4'-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindan.
Das thermoplastische Polyimid liegt vor der Formulierung des Harzes in Form fester Teilchen vor. Die Größe der Teilchen kann variieren, um ihre Solubilisierungseigenschaften, insbesondere die Solubilisierungsgeschwindgkeit und ebenso wirksam die Solubilisierungstemperatur zu steuern. Die Dichte und andere physikalische Eigenschaften der Teilchen können gleichfalls für dieselben Zwecke variiert werden. Diese Eigenschaften können durch Auswahl der Teilchen und durch Verfahren ihrer Bildung gesteuert werden. Zum Beispiel können die Teilchen durch Brechen oder Mahlen unter Tieftemperaturbedingungen gebildet werden. Die Teilchen können auch durch Suspensionsfällung gebildet werden. Dies kann durch Auflösen des thermoplastischen Polyimids in einem geeigneten Lösemittel, Dispergieren der erhaltenen Lösung durch eine flüssige Phase, in der das thermoplastische Polyimid nicht löslich ist und das weniger als vollständig mischbar mit dem Lösemittel ist, erfolgen. Die Dispersion wird dann bewegt, um Tröpfchen der gewünschten Größe herzustellen, dann erhitzt, um das Lösemittel zu verdampfen, und das thermoplastische Polyimid in Form von Teilchen mit einem engen Größenbereich und relativ dichter Art sich verfestigen zu lassen. Solche Teilchen werden im allgemeinen einen engen Bereich der Solubilisierungstemperatur in dem aushärtbaren Harz aufweisen. Außerdem können die Verfahrensparameter bei der Bildung der Teilchen auf die Weise gesteuert und verändert werden, um die Solubilisierungstemperatur innerhalb eines bestimmten Bereichs einzustellen. Für die meisten Anwendungen ergeben Teilchen mit einem Durchmesser unter 100 Mikron die besten Ergebnisse. Teilchen mit einem Durchmesser von 2 Mikron bis 50 Mikron, insbesondere diejenigen mit 10 bis 20 Mikron Durchmesser, sind bevorzugt.
Bei Anwendungen, bei denen die intralaminare Zähigkeit von vorran giger Wichtigkeit ist, sind thermoplastische Teilchen bevorzugt, die sich bei einer Temperatur deutlich unter der Gelbildungstemperatur lösen. Diese Anwendungen sind solche, bei denen mikroskopische Risse von größerem Interesse sind. Die Solubilisierung wird im allgemeinen innerhalb eines Temperaturbereichs erfolgen, und die obere Grenze des Bereiches für diesen Anwendungsbereich wird typischerweise 50 bis 100 Grad F (28-56 Grad C) unter der Gelbildungstemperatur des Harzes liegen. Für solche Anwendungen, bei denen die interlaminare Zähigkeit von vorrangiger Wichtigkeit ist, sind Teilchen bevorzugt, die sich bei einer höheren Temperatur, wie zum Beispiel über 50 Grad F (28 Grad C) unterhalb der Gelbildungstemperatur des Harzes lösen. Dies sind Anwendungen, bei denen das Composit wahrscheinlich Aufprallschäden von Fremdobjekten ausgesetzt ist. Dieser thermoplastische Typ wird dazu neigen, in Bereichen konzentrierter zu sein, die an die Oberfläche der Lage grenzen. Die obere Grenze des Bereiches der Solubilisierungstemperatur für diese Anwendungen kann innerhalb 10 Grad F (6 Grad C) der Gelbildungstemperatur, wenn sie nicht dieselbe wie diese ist, liegen. Der Bereich der Solubilisierungstemperatur kann durch eine Vielzahl von Verfahren geändert werden, die für den Fachmann leicht erkennbar sind. Zum Beispiel können kleinere Mengen eines ausgehärteten Harzes in das thermoplastische Polyimid eingearbeitet sein, um die Solubilisierungstemperatur zu erniedrigen. Alternativ können kleinere Mengen eines unlöslichen Polymers oder eines vernetzbaren Polymers eingearbeitet sein, um die Solubilisierungstemperatur zu erhöhen. Um beide Effekte in einem einzigen Produkt zu erreichen, kann eine Kombination beider Teilchentypen verwendet werden.
Die relativen Mengen des thermoplastischen Polyimids und des aushärtbaren Harzes können in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften des Endcomposits variiert werden. Bei den meisten Anwendungen werden 2 bis 50 Gewichtsteile des thermoplastischen Polyimids je 100 Gewichtsteile des aushärtbaren Harzes die besten Ergebnisse liefern. Ein bevorzugter Bereich sind 5 bis 30 Teile je 100 Teile.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden zur Bildung von "Prepregs" (Fasernetzwerke, die mit Harz vorimprägniert sind) und gehärteten Composits gemäß herkömmlichen Techniken verwendet.
Typischerweise wird zuerst die Harzzusammensetzung hergestellt durch Mischen der aushärtbaren Bestandteile und Zugabe der thermoplastischen Teilchen, die mit den aushärtbaren Bestandteilen gemischt werden unter Bildung einer gleichmäßigen Dispersion. Die Zusammensetzung wird dann gleichlaufend mit dem Fasernetzwerk, das in Form von Faserlitzen, -matten, -bändern, -garnen oder -stoffen vorliegt, einer Reihe von geheizten Druckwalzen zugeführt unter Verwendung von Temperaturen und Drücken, die in geeigneter Weise für die speziellen Fasern und Harzzusammensetzung ausgewählt werden, was zur Routine des Fachmanns gehört. Andere Techniken beinhalten das Ziehen des Fasernetzwerks durch einen Tauchtank, der die Harzzusammensetzung in Form einer Lösung oder Dispersion enthält, gefolgt von dem Verdampfen des Lösemittels (wenn eine Lösung verwendet wird) oder des Dispersionsmittels (wenn eine Dispersion verwendet wird). Wiederum gehört die Auswahl des Lösemittels oder Dispersionsmittels zur Routine des Fachmanns. Eine weitere Alternative ist der Aufguß, bei dem die Harzzusammensetzung als ein dicker Film auf ein gewobenes Fasernetzwerk aufgebracht werden kann.
Die Harzzusammensetzungen können in üblicher Weise zu Bauelementen geformt werden, wie zum Beispiel unter Verwendung von Laminierpressen, Preßverfahren mit Gummisack unter Vakuum und Druck sowie Autoklaven. Vielschichtige Elemente sind in vielen Fällen besonders nützlich, da solche Anordnungen die Verwendung von Kombinationen von Schichten erlauben mit unterschiedlicher Harzzusammensetzung, Faserart und -gehalt und unterschiedlichen anderen Parametern, die das Composit bestimmen, wodurch es ermöglicht wird, unter einem weiten Bereich an physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften auszuwählen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise einzuschränken.
BEISPIEL 1: Ein Harz wird aus den folgenden Komponenten hergestellt:
Die Teilchengröße und Zusammensetzung des Matrimid 5218 war so, daß es sich in dem Harz innerhalb eines Temperaturbereichs von 250-300ºF (121-149ºC) lösen würde. Der Löslichkeitsparameter des ungehärteten Harzes, berechnet nach der Methode von Hoy (The Polymer Handbook, 2. Aufl.), betrug 11,9 (cal/cc)1/2, während der des Matrimid 5218 11,1 (cal/cc)1/2 betrug.
Die übrigen Komponenten ergaben ein Harz, das bei etwa 350ºF (177ºC) gelierte.
Die Komponenten (1), (3) und (5) wurden mit der Komponente (2) (das Matrimid 5292 Component B), die flüssig war, vereinigt, während die Mischtemperatur auf 120-140ºF (49-60ºC) gehalten wurde. Nachdem diese Komponenten vereinigt waren, wurde die Temperatur auf 240ºF (116ºC) erhöht, bei dieser Temperatur 30 Minuten gehalten, nach dieser Zeit wurde die Mischung auf 200ºF (93ºC) gekühlt, die Komponente (4) zugegeben und die entstandene Mischung anschließend gekühlt. Die entstandene Mischung wurde bei 200ºF (93ºC) auf Releasepapier zu Harzfilmen gegossen mit annähernd 1 Milli-Inch Dicke, wobei ein gegenläufiger Walzenfilmgießer verwendet wurde. Eine dieser Folien wurde dann auf jede Seite einer 0,003 inch (0,0076 cm.) dicken Lage von parallel gerichteten Thornel T 40 Graphitfasern zu einer sandwichartigen Anordnung gelegt.
Das Sandwich wurde dann zwischen Druckwalzen, die auf 200ºF (93ºC) geheizt waren, gerollt unter Bildung eines unidirektionellen Gra phit-Faserbandes.
Das Band wurde dann vier Stunden lang bei 375ºF (191ºC) gehärtet, dann 16 Stunden lang bei 450ºF (232ºC) nachgehärtet. Die Glasübergangstemperatur dieses gehärteten Produkts betrug 518ºF (270ºC), während das Matrimid 5218, wie in seiner Produktliteratur angegeben, eine Glasübergangstemperatur von 608ºF (320ºC) hatte. Das gehärtete Produkt wies eine gleichmäßige Laminat-Mikrostruktur auf, wie durch eine mikrophotographische Aufnahme eines Querschnitts beobachtet wurde, mit vollständiger und gleichmäßiger Durchdringung des gehärteten Harzes in der Fasermatrix. Getrennte · thermoplastische Bereiche mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5 Mikrometern waren in der gesamten gehärteten Matrix mittels einer Raster-Elektronenmikroskop (REM) mikrophotographischen Aufnahme sichtbar.
Zähigkeitstests würden an dem gehärteten Produkt durchgeführt unter Verwendung des General Dynamics Standard Tests für Advanved Composites B-201 (Schichtspaltungstest am Rand) und der Boeing Standard Method BSS 7260 (Komprimierung nach dem Aufpralltest). Die Testergebnisse waren folgende:
Festigkeit der Randschichtspaltung 31,80 ksi
((+25)&sub2;, 90)s; 0,75 · 11 in. Kupon
Komprimierung nach dem Aufprall:
(45, 0, -45, 90)4s, 4 · 6 in. Kupon
Schadhafter Bereich 8,50 in²
Druckverformung 2852 uin/in
Die hohe Festigkeit gegen Randschichtspaltung ist von besonderem Interesse für die intralaminare Zähigkeit innerhalb des gehärteten, faserverstärkten Harzes.
BEISPIEL 2: Dieses Beispiel zeigt die Verwendung eines thermoplastischen Materials, das sich in dem aushärtbaren Harz bei einer Temperatur löst, die näher an der Gelbildungstemperatur des aushärtbaren Harzes liegt, an Hand der Herstellung einer faserverstärkten Lage mit mehrschichtigem Aufbau, wobei auf eine erhöhte interlaminare Zähigkeit Wert gelegt wird, wenn sie mit anderen solcher Lagen laminiert wird:
Die thermoplastischen Materialien wurden in Form von Mikrokügelchen, wie folgt, hergestellt. Eine wäßrige Phase wurde hergestellt durch Auflösen von 7,5 g Polyvinylalkohol (als eine 1,31 gew.-%ige Lösung) in 565 ml deionisiertem Wasser, gefolgt von einer Zugabe von 7,5 ml Glycerin. Eine organische Phase wurde hergestellt durch Auflösen von 75 g des in obigem Beispiel 1 beschriebenen Matrimid 5218 in 300 ml Methylenchlorid. Die beiden Phasen wurden vereinigt und mit hoher Geschwindigkeit gemischt. Ein Sauggebläse wurde dann angelegt, um ein stabiles Vakuum von 4-6 in. Hg zu erhalten, und die Mischung wurde ausreichend erhitzt, um das gesamte Methylenchlorid zu verdampfen. Die entstandene Mischung wurde dann auf Raumtemperatur mit einem Wasserbad gekühlt, worauf das Polyimid als verdichtete Mikrokügelchen ausfiel. Die Mikrokügelchen wurden auf eine Größe mit einem Durchmesser < 40u gesichtet und waren in dem Harz innerhalb eines Temperaturbereichs von 300-350ºF (149- 177ºC) löslich.
Das Harz wurde dann aus folgenden Komponenten hergestellt:
Unter Verwendung dieser Komponenten wurde das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt. Wie in jenem Beispiel betrug der berechnete Löslichkeitsparameter des ungehärteten Harzes 11,9 (cal/cc)1/2, im Vergleich zu 11,1 (cal/cc)1/2 für das Matrimid 5218. Gleicherweise hatte das gehärtete Material eine Glasübergangstemperatur von 518ºF (270ºC), im Vergleich zu einem Literaturwert von 608ºF (320ºC) für das Matrimid 5218. Das gehärtete Produkt zeigte eine geschichtete Mikrostruktur mit harzreichen Bereichen auf den beiden Seiten und einem faserreichen Bereich dazwischen. Mehrfachphasen wurden mit einer REM mikrophotographischen Aufnahme beobachtet, wobei die thermoplastischen Bereiche 0,5 bis 5 Mikrometer Durchmesser hatten.
Die Zähigkeitstests wurden wie in Beispiel 1 mit folgenden Ergebnissen durchgeführt:
Festigkeit der Randschichtspaltung 24,40 ksi
((±25)&sub2;, 90)s; 0,75 · 11 in. Kupon
Komprimierung nach dem Aufprall:
(45,0, -45, 90)4s, 4 · 6 in. Kupon
Schadhafter Bereich 2,10 in²
Druckverformung 6066 uin/in
Die Zahlenangaben für die Komprimierung nach dem Aufprall, d. h. der geringe schadhafte Bereich und die hohe Druckverformung, sind von besonderem Interesse für die interlaminare Zähigkeit innerhalb des gehärteten, faserverstärkten Harzes.
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Faser-Harz-Composits, bei dem: (a) ein Bismaleinimid und ein Alkenylphenol bei einer Mischtemperatur vereinigt werden unter Bildung eines aushärtbaren Harzes, ohne daß ein Gel gebildet wird, wobei das aushärtbare Harz, wenn es über die Mischtemperatur erhitzt wird, ein Gel bildet;
(b) feste Teilchen eines thermoplastischen Polyimids in dem gesamten aushärtbaren Harz dispergiert werden unter Bildung einer Dispersion, wobei das thermoplastische Polyimid und das aushärtbare Harz beide Löslichkeitsparameter haben, die nicht mehr als 2(cal/cc)1/2 auseinander liegen, und die Löslichkeitsparameter nach der Methode von Hoy berechnet werden, so daß sich das thermoplastische Polyimid in dem aushärtbaren Harz löst bei einer Temperatur oberhalb der Mischtemperatur und bevor die Gelbildung eintritt;
(c) eine Fasermatrix mit der Dispersion imprägniert wird;
(d) das aushärtbare Harz auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sich die thermoplastischen Polyimidteilchen vollständig darin lösen und das aushärtbare Harz gehärtet wird, und (e) das gehärtete Harz auf Umgebungstemperatur gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das thermoplastische Polyimid eine Glasübergangstemperatur hat, die nicht weniger als 20 Grad C unter der Glasübergangstemperatur des aushärtbaren Harzes liegt. 3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bismaleinimid 4,4'-Bismaleinimidodiphenylmethan ist und das Alkenylphenol o,o'-Diallylbisphenol A ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei dem das thermoplastische Polyimid aus Benzophenontetracarbonsäure-dianhydrid und 5(6)-Amino- 1-(4'-aminophenyl)-1,3-trimethylindan gebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die festen Teilchen in dem aushärtbaren Harz bei einer Temperatur innerhalb von 28ºC (50 Grad F), bevor die Gelierung des Harzes in einem Bereich von 149ºC bis 204ºC erfolgt, lösen.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die festen Teilchen einen Durchmesser von 10 Mikron bis 20 Mikron haben und 5 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des aushärtbaren Harzes ausmachen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Faser-Harz-Composits, bei dem:

(a) ein Bismaleinimid und ein Alkenylphenol bei einer Mischtemperatur vereinigt werden unter Bildung eines aushärtbaren Harzes, ohne daß ein Gel gebildet wird, wobei das aushärtbare Harz, wenn es über die Mischtemperatur erhitzt wird, ein Gel bildet;

(b) feste Teilchen eines thermoplastischen Polyimids in dem gesamten aushärtbaren Harz dispergiert werden unter Bildung einer Dispersion, wobei das thermoplastische Polyimid und das aushärtbare Harz beide Löslichkeitsparameter haben, die nicht mehr als 2(cal/cc)1/2 auseinander liegen, und die Löslichkeitsparameter nach der Methode von Hoy berechnet werden, so daß sich das thermoplastische Polyimid in dem aushärtbaren Harz löst bei einer Temperatur oberhalb der Mischtemperatur und bevor die Gelbildung eintritt;

(c) eine Fasermatrix mit der Dispersion imprägniert wird;

(d) das aushärtbare Harz auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der sich die thermoplastischen Polyimidteilchen vollständig darin lösen und das aushärtbare Harz gehärtet wird, und

(e) das gehärtete Harz auf Umgebungstemperatur gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das thermoplastische Polyimid eine Glasübergangstemperatur hat, die nicht weniger als 20 Grad C unter der Glasübergangstemperatur des aushärtbaren Harzes liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bismaleinimid 4,4'-Bismaleinimidodiphenylmethan ist und das Alkenylphenol o,o'-Diallylbisphenol A ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, bei dem das thermoplastische Polyimid aus Benzophenontetracarbonsäure-dianhydrid und 5(6)-Amino- 1-(4'-aminophenyl)-1,3-trimethylindan gebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die festen Teilchen in dem aushärtbaren Harz bei einer Temperatur innerhalb von 28ºC (50 Grad F), bevor die Gelierung des Harzes in einem Bereich von 149ºC bis 204ºC erfolgt, lösen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die festen Teilchen einen Durchmesser von 10 Mikron bis 20 Mikron haben und 5 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des aushärtbaren Harzes ausmachen.