DE69726742T2

DE69726742T2 - Verfahren zum transfer-spritzgiessen von stabilen epoxidharzzusammensetzungen

Info

Publication number: DE69726742T2
Application number: DE69726742T
Authority: DE
Inventors: Edward James HOGE; Uchimi Teruko MIYAZAKI
Original assignee: Vantico GmbH
Current assignee: Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-13
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2017-09-14
Also published as: TW421665B; WO1998012260A1; EP0929607A1; CA2263418A1; US5942182A; JP4370439B2; KR20000036010A; EP0929607B1; ATE256164T1; JP2001500444A; DE69726742D1; AU732583B2; AU4385097A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbundstoffgegenständen in Harz-Transfer-Spritzgieß-Systemen unter Verwendung einer stabilen flüssigen Epoxidharzzusammensetzung, die ein latentes Härtungsmittel enthält, als ein katalysiertes Einkomponentenharz.
Harz-Transfer-Spritzgießen (RTM) und Vakuum-unterstütztes Harz-Transfer-Spritzgießen (VARTM) werden zur Erzeugung von faserverstärkten Verbundstoffgegenständen durchgeführt. Die Verfahren beziehen zwei Grundverfahren ein: 1) Erzeugung einer Faservorform in Form eines endgültigen Gegenstandes und 2) Imprägnieren der Vorform mit einem hitzehärtbaren Kunststoff, verbreitet als ein Matrixharz bezeichnet. Die resultierenden faserverstärkten Verbundstoffgegenstände zeigen eine hohe Festigkeit und geringes Gewicht. Solche Gegenstände werden in der Raumfahrtindustrie und für andere Anwendungen, die leichtgewichtige Materialien mit hoher Festigkeit erfordern, verwendet.
Der erste Schritt in den RTM/VARTM-Verfahren ist es, eine Faservorform in Form des gewünschten Gegenstandes zu erzeugen. Die Vorform umfaßt im allgemeinen eine Vielzahl an Faserschichten oder -lagen, die dem resultierenden Verbundstoffgegenstand die gewünschten verstärkenden Eigenschaften verleihen. Sofort nachdem die Faservorform erzeugt worden ist, wird die Vorform in eine geschlossene Form eingebracht. Im zweiten Schritt wird die Form geschlossen und das Matrixharz wird in die Form injiziert, um die Vorform anfänglich zu benetzen und schließlich zu imprägnieren. In RTM-Systemen wird das Matrixharz unter Druck in die Form injiziert. Das Matrixharz wird gehärtet, um den endgültigen Verbundstoffgegenstand herzustellen.
In einem VARTM-System wird die Vorform durch eine flexible Schicht oder Decklage bedeckt. Die flexible Schicht oder Decklage wird auf der Form festgespannt, um die Vorform in einer Hülle zu versiegeln. Ein katalysiertes Matrixharz wird dann in die Hülle eingebracht, um die Vorform zu benetzen. Es wird ein Vakuum im Inneren der Hülle mittels einer Vakuumleitung angelegt, um die flexible Schicht gegen die Vorform zu schieben. Das Vakuum zieht das Harz durch die Vorform und hilft dabei, die Bildung von Luftblasen oder Hohlräu men in dem endgültigen Gegenstand zu vermeiden. Das Matrixharz härtet während es dem Vakuum ausgesetzt ist. Die Anwendung des Vakuums entzieht jegliche während des Härtungsverfahrens erzeugten Dämpfe.
Das Matrixharz in RTM- und VARTM-Sytemen muß eine sehr niedrige Injektionsviskosität besitzen, um das vollständige Benetzen und Imprägnieren der Vorform zu ermöglichen. Normalerweise verwenden RTM- und VARTM-Syteme „Zweikomponenten"-Epoxidharzzusammensetzungen, in denen die Härter- und Harzkomponenten unmittelbar vor der Verwendung vereinigt werden müssen. Verbreitet müssen „Einkomponenten"-Epoxidharzzusammensetzungen bei kontrollierten niedrigen Temperaturen gelagert werden, um Vernetzungsreaktionen zu verhindert und die Lagerungsdauer zu verlängern.
US-Patent Nr. 5,369,192 offenbart Epoxidharz-basierende Zusammensetzungen, die als Matrixharze in RTM-Systemen verwendet werden können. Die darin gezeigten Matrixharze umfassen zumindest ein aromatisches Polyepoxid, ein Fluor-enthaltendes Epoxid und ein 9,9-Bis(Aminophenyl)fluoren-Härtungsmittel. Das Matrixharz ist eine schwere Paste, die erhitzt werden muß, damit sie in das RTM-System injiziert werden kann. Die Harzimprägnierte Vorform muß auf mindestens 176,7°C (350°F) erhitzt werden, um die Epoxidharz-basierende Zusammensetzung zu härten. Es besteht Bedarf nach einer stabilen Zusammensetzung mit einer niedrigen Viskosität bei Raumtemperatur und die bei Temperaturen zwischen 93,3 und 148,9°C (200 und 300°F) härtbar ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung eines Verbundstoffgegenstandes in einem Harz-Transfer-Spritzgießverfahren, umfassend:

a) Bereitstellen einer Faservorform in einer Form;
b) Injizieren eines Matrixharzes in die Form, wobei das Matrixharz umfaßt:
1) ein flüssiges, phenolisches Novolak-Epoxidharz,
2) ein Glycidyl-terminiertes Epoxy-enthaltendes Verdünnungsmittel und
3) zumindest einen latenten Vernetzer, der nur vernetzt, wenn er einer Temperatur von zumindest 93,3°C (200°F) ausgesetzt wird;
c) Ermöglichen, daß das Matrixharz die Faservorform imprägniert; und
d) Erhitzen der Harz-imprägnierten Vorform auf mindestens 93,3°C (200°F) für einen ausreichenden Zeitraum, um zumindest einen teilweise gehärteten festen Gegenstand herzustellen.

Das Verfahren umfaßt ferner das Aussetzen des teilweise gehärteten festen Gegenstandes einem Nachhärtungsverfahren, um einen endgültig gehärteten Verbundstoffgegenstand herzustellen.
Das Matrixharz weist vorzugsweise eine Viskosität von etwa 10.000 mPa·s (10.000 Centipoise) bei 25°C auf.
Das flüssige, phenolische Novolak-Epoxidharz des Matrixharzes kann durch die Formel I dargestellt werden:
worin
n 1 bis 5 ist und
R₁ ein Wasserstoffatom oder C₁-C₆-Alkyl ist.
Bevorzugt basiert das Epoxidharz auf 2,4-Dimethylenphenolglycidylether, 2,6-Dimethylenphenolglycidylether oder Gemischen hiervon.
Nach dem Schritt b) umfaßt das Verfahren ferner:

i) Verminderung des Drucks innerhalb der Form; und
ii) Aufrechterhaltung der Form bei dem verminderten Druck.

Die Epoxidharzzusammensetzung enthält gegebenenfalls Füllstoffe wie Schaumdämpfer, die Zusammensetzung sollte jedoch keine anderen Vernetzungsmittel als latente Vernutzungsmittel enthalten.
Harz-Transfer-Spritzgießsysteme sind in der Technik allgemein bekannt, wie in US-Patent Nr. 5,369,192 beschrieben, das hierin durch Bezugnahme einbezogen ist. Vakuum-unterstütze Harz-Transfer-Spritzgießsysteme (VARTM) sind in der Technik ebenso bekannt. Verschiedene VARTM-Systeme werden in den US-Patenten Nr. 5,315,462, 5,480,603 und 5,439,635 beschrieben, die hierin durch Bezugnahme einbezogen sind.
Harz-Transfer-Spritzgießsysteme erzeugen Verbundstoffgegenstände aus Harz-imprägnierten Vorformen. Anfangs muß eine Vorform in Form des gewünschten Gegenstandes aus Verbundmaterialien, wie Glasfaser, Graphit usw. erzeugt werden. Die erzeugte Vorform wird in eine hohle Form eingebracht. Ein Matrixharz wird dann in die Form injiziert, um die Vorform zu benetzen und zu imprägnieren. In RTM-Systemen wird das Matrixharz unter Druck in die hohle Form injiziert. Die Harz-imprägnierte Vorform härtet bei der Anwendung von Hitze und/oder katalytischer Reaktion. Der resultierende feste Gegenstand wird üblicherweise Nachhärtungsverfahren unterzogen, um einen endgültigen Verbundstoffgegenstand herzustellen.
In dem VARTM-Verfahren wird die Vorform mit einer flexiblen Schicht oder einer Decklage bedeckt. Die flexible Schicht oder Decklage wird um die Form herum befestigt, um die Vorform in einer Hülle zu versiegeln. Es wird dann ein katalysiertes Matrixharz in die Hülle eingebracht, um die Vorform zu benetzen. Es wird ein Vakuum im Inneren der Hülle mittels einer Vakuumleitung angelegt, um die Schicht gegen die Vorform zu schieben und das Harz durch die Vorform zu ziehen. Die Harz-imprägnierte Vorform wird durch die Anwendung von Hitze und/oder einer katalytischen Reaktion gehärtet, wodurch ein fester Gegenstand gebildet wird. Der resultierende feste Gegenstand wird Nachhärtungsverfahren unterzogen, um einen endgültigen Verbundstoffgegenstand herzustellen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Epoxidharzzusammensetzung umfaßt a) eine flüssige, phenolische Novolakepoxidharzkomponente, b) eine Epoxid-Verdünnungsmittel- Komponente, c) ein latentes Vernetzungsmittel und gegebenenfalls d) Füllstoffe. Die flüssige, phenolische Novolakepoxidharzkomponente wird Idealerweise durch die Formel I dargestellt.
Geeignete Epoxidharze umfassen Epoxidnovolake wie Araldite^® EPN 1138 (Epoxidwert 0,55 bis 0,57 Äqu./100 g, von Ciba Specialty Chemicals Corporation), Araldite^® EPN 1139 (Epoxidwert 0,56 bis 0,58 Äqu./100 g, von Ciba Specialty Chemicals Corporation) und DEN^® 438 (Epoxidwert 0,55 bis 0,57 Äqu./100 g, von Dow Chemicals), sind aber nicht auf diese beschränkt. Beispiele bevorzugter Epoxidharze sind flüssige Zusammensetzungen, die auf 2,4-Dimethylenphenolglycidylether, 2,6-Dimethylenphenolglycidylether und Gemischen hiervon basieren.
Ein polymeres Gemisch, das auf 2,4-Dimethylenphenolglycidylether-Monomer und 2,6-Dimethylenphenolglycidylether-Monomer basiert, wird bevorzugt.
Epoxidharze, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden auf herkömmliche Weise durch die Kondensation einer Phenolkomponente und eines Aldehyds, um ein substituiertes, phenolisches Harz vom Novolaktyp zu erzeugen, und anschließende Glycidylveretherung des Harzes mit einem Epihalogenhydrin, hergestellt. Für die Polykondensationsreaktion kann ein Säure- oder Metallsalzkatalysator bereitgestellt werden. Bei der Veretherungsreaktion wird das phenolische Harz in Epichlorhydrin gelöst. Zu der Auflösung, während der Wasser und Epichlorhydrin abdestilliert werden, wird eine wässerige Lösung aus einem Alkalimetallhydroxid kontinuierlich zugegeben.
Die Epoxidharzkomponente wird in der Epoxidharzzusammensetzung in einer Menge von etwa 60 bis 90 Gew.-%, stärker bevorzugt in einer Menge von etwa 80 bis 90 Gew.-%, am stärksten bevorzugt in einer Menge von etwa 85 Gew.-% der gesamten Epoxidharzzusammensetzung bereitgestellt.
Die Epoxidverdünnungsmittelkomponente ist eine Glycidyl-terminierte Verbindung. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, die Glycidyl- oder β-Methylglycidylgruppen enthalten, die direkt an ein Atom von Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel gebunden sind. Die Harze umfassen Polyglycidyl- und Poly(β-methylglycidyl)ester, die durch die Umsetzung einer Substanz, die zwei oder mehr Carbonsäuregruppen pro Molekül enthält, mit Epichlorhydrin, Glyceroldichlorhydrin oder β-Methylepichlorhydrin in Gegenwart von Alkali, erhältlich sind.
Die Polyglycidylester können aus aliphatischen Carbonsäuren erhalten werden, zum Beispiel Oxalsäure, Bersteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure oder dimerisierte oder trimerisierte Linolinsäure, aus cycloaliphatischen Carbonsäuren wie Hexahydrophthal-, 4-Methylhexahyrdophthal-, Tetrahydrophthal- und 4-Methyltetrahydrophthalsäure oder aus aromatischen Carbonsäuren wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure stammen.
Andere Epoxidharze, die verwendet werden können, umfassen Polyglycidyl- und Poly(β-methylglycidyl)ether, die durch die Umsetzung von Substanzen, die pro Molekül zwei oder mehr alkoholische Hydroxygruppen, oder zwei oder mehr phenolische Hydroxyguppen enthalten, mit Epichlorhydrin, Glyceroldichlorhydrin, oder β-Methylepichlorhydrin, unter alkalischen Bedingungen oder, alternativ, in Gegenwart eines Säurekatalysators mit anschließender Alkalibehandlung erhältlich sind. Solche Polyglycidylether können aus aliphatischen Alkoholen, zum Beispiel Ethylenglycol und Poly(oxyethylen)glycolen wie Diethylenglycol und Triethylenglycol, Propylenglycol und Poly(oxypropylen)glycolen, Propan-1,3-diol, Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-1,6-diol, Hexan-2,4,6-triol, Glycerol, 1,1,1-Trimethylolpropan, und Pentaerythritol; aus cycloaliphatiaschen Alkoholen, wie Chinit, 1,1-Bis(hydroxymethylcyclohex-3-en, Bis(4-hydroxycyclohexyl)methan, und 2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)-propan oder aus Alkoholen, die einen aromatischen Kern enthalten, wie N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)anilin und 4,4'-Bis(2-hydroxyethylamino)diphenylmethan stammen.
Vorzugsweise stammen die Polyglycidylether aus Substanzen, die zwei oder mehr phenolische Hydroxygruppen pro Molekül enthalten, zum Beispiel Resorcinol, Catechol, Hydrochinon, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1,2,2-Tetrakis(4-hydroxyphenyl)ethan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)sulphon und insbesondere Phenol-Formaldehyd- oder Kresol-Formaldehyd-Novolakharze, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (auch als Bisphenol A bekannt) und 2,2-Bis(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan.
Ferner können Poly(N-glycidyl)Verbindungen angewendet werden, die beispielsweise durch die Dehydrochlorierung der Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin und Aminen, die zumindest zwei Wasserstoffatome enthalten, die direkt an Stickstoff gebunden sind, wie Anilin, n-Butylamin, Bis(4-aminophenyl)methan, Bis(4-aminophenyl)sulphon und Bis(4-methylaminophenyl)methan, erhalten werden. Andere Poly(N-glycidyl)-Verbindungen, die verwendet werden können, umfassen Triglycidylisocyanurat, N,N'-Diglycidylderivate von cyclischen Alkylenharnstoffen wie Ethylenharnstoffund 1,3-Propylenharnstoff und N,N'-Diglycidylderivate von Hydantoinen wie 5,5-Dimethylhydantoin. Epoxidharze, die durch die Epoxidation von cyclischen und acrylischen Polyolefinen erhalten wurden, können ebenso verwendet werden, wie Vinylcyclohexendioxid, Limonendioxid, Dicyclopentadiendioxid, 3,4-Epoxydihydrodicyclopentadienylglycidylether, der Bis(3,4-epoxydihydrodicyclopentadienyl)ether von Ethylenglycol, 3,4-Epoxycyclohexylmethyl, 3,4'-Epoxycyclohexancarboxylat und sein 6,6'-Dimethylderivat, das Bis(3,4-Epoxycyclohexancarboxylat) von Ethylenglycol, das Acetal, das zwischen 3,4-Epoxycyclohexancarboxyaldehyd und 1,1-Bis(hydroxymethyl)-3,4-epoxycyclohexan gebildet wurde, Bis(2,3-Epoxycyclopentyl)ether, und epoxidiertes Butadien oder Copolymere von Butadien mit ethylenischen Verbindungen wie Styren und Vinylacetat.
In einem verbesserten Verfahren zur Bildung eines Verbundstoffgegenstandes in einem Harz-Transfer-Spritzgießsystem, umfassend die Schritte

a) Bereitstellen einer Faservorform in einer Form;
b) Injizieren eines Matrixharzes in die Form;
e) Ermöglichen, daß das Matrixharz die Faservorform imprägniert; und
d) Erhitzen der Harz-imprägnierten Vorform auf mindestens etwa 93,3°C (200°F) für einen ausreichenden Zeitraum, um zumindest einen teilweise gehärteten festen Gegenstand herzustellen, wobei die Verbesserung die Verwendung einer Epoxidharzzusammensetzung umfaßt, die
1) ein flüssiges, phenolisches Novolakepoxidharz
2) ein Epoxid-Verdünnungsmittel und
3) zumindest ein latentes Vernetzungsmittel umfaßt, das nur härtet, wenn es einer Temperatur von zumindest etwa 93,3°C (200°F) ausgesetzt wird.

Das Verfahren umfaßt ferner e) das Aussetzen des teilweise gehärteten festen Gegenstandes Nachhärtungsverfahren, um einen endgültigen Verbundstoffgegenstand herzustellen.
Eine bevorzugte Epoxid-Verdünnungsmittelkomponente kann durch die folgende Formel dargestellt werden:
worin n 0 bis 5 ist, stärker bevorzugt ist n 2 oder 3,
R₂ ein Wasserstoffatom oder ein Glycidylrest ist und
R₃ und R₄ unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder Methyl sind.
Geeignete aliphatische oder aromatische Epoxidharzverdünnungsmittel sind Butandioldiglycidylether, Diglycidylether von ortho-Toluidin, Diglycidylether von Neopentylglycol. Ein besonderes bevorzugtes Epoxidverdünnungsmittel ist 1,4-Diglycidyloxybutan. Epoxyverdünnungsmittel-Komponenten sind kommerziell erhältlich, wie Araldite^®DY 026SP, von Ciba Specialty Chemicals Corporation.
Die Epoxidverdünnungsmittel-Komponente wird in der Epoxidharzzusammensetzung in einer Menge von etwa 5 bis etwa 12 Gew.-%, stärker bevorzugt in einer Menge von etwa 8 bis etwa 10 Gew.-%, am stärksten bevorzugt in einer Menge von etwa 9 Gew.-% der gesamten Epoxidharzzusammensetzung bereitgestellt.
Die latente Vernetzungsmittel-Komponente wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 82°C (180°F) und 121°C (250°C) aktiviert. Beispiele geeigneter latenter Vernetzungsmittel umfassen Bortrichloridamin-Komplexe. Das am stärksten bevorzugte latente Vernetzungsmittel ist ein Bortrichloridaminkomplex, der unter dem Markennamen DY 9577, von Ciba Specialty Chemicals Corporation, Tarrytown, New York erhältlich ist. Viele Bortrichloridaminkomplexe sind kommerziell erhältlich.
Die latente Vernetzungsmittelkomponete wird in der Epoxidharzzusammensetzung in einer Menge von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%, stärker bevorzugt in einer Menge von etwa 3 bis etwa 7 Gew.-%, am stärksten bevorzugt in einer Menge von etwa 5 Gew.-% der gesamten Epoxidharzzusammensetzung bereitgestellt.
Die Zusammensetzung enthält vorzugsweise einen Schaumdämpfer.
In einem verbesserten Verfahren zur Bildung eines Verbundstoffgegenstandes in einem Vakuum-unterstützen Harz-Transfer-Spritzgießsystem, umfassend die Schritte a) Bereitstellen einer Faservorform in einer Form; b) Injizieren eines Matrixharzes in die Form; c) Vermindern des Druckes innerhalb der Form; d) Aufrechterhalten der Form bei dem vermindertem Druck; e) Ermöglichen, daß das Matrixharz die Faservorform imprägniert; und f) Erhitzen der Harz-imprägnierten Vorform auf mindestens etwa 93,3°C (200°F) für einen ausreichenden Zeitraum, um zumindest einen teilweise gehärteten festen Gegenstand herzustellen, umfaßt die Verbesserung die Verwendung einer Epoxidharzzusammensetzung, die

1) ein flüssiges, phenolisches Novolakepoxidharz
2) ein Epoxid-Verdünnungsmittel und
3) zumindest ein latentes Vernetzungsmittel umfaßt, das nur härtet, wenn es einer Temperatur von zumindest etwa 93,3°C (200°F) ausgesetzt wird.

Das Verfahren umfaßt ferner g) das Aussetzen des teilweise gehärteten festen Gegenstandes Nachhärtungsverfahren, um einen endgültigen Verbundstoffgegenstand herzustellen.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, daß die Zusammensetzung bei Raumtemperatur stabil ist und fähig ist, bei einer Temperatur von zwischen 93,3 und 121,1°C (200 und 250°F) zu härten. Demgemäß enthält die Zusammensetzung kein anderes Vernetzungsmittel, als ein latentes Vernetzungsmittel oder Gemische latenter Vernetzungsmittel, die die Stabilität vermindern oder die Härtungstemperatur verringern würden. Außerdem ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß die Zusammensetzung eine Viskosität von etwa 10.000 mPa·s (10.000 cP) bei 25°C aufweist, 800 mPa·s (800 cP) bei 50°C oder 200 mPa ·s (200 cP) bei 70°C.
Die oben beschriebenen Zusammensetzungen sind relativ leicht zu verarbeiten, haben bei Raumtemperatur eine lange Lagerstabilität, erzeugen Zusammensetzungen mit einer hohen Glasübergangstemperatur (148,9–160,0°C) (300–320°F), härten bei einer Temperatur von 93,3°C (200°F) und haben selbst bei 70°C eine lange Latenzzeit. Die Erfindung wird nun anhand der folgenden, nicht-einschränkenden Beispiele weiter beschrieben. Beispiel 1 Herstellung von Zusammensetzungen - Bevorzugte Bereiche

Komponenten (Gew.-teile)

Epoxid-Phenol-Novolakharz 60–90

Butandioldiglycidylether 5–12

Bortrichloriddimethyloctylamin-Komplex 1–10

Schaumdämpfer 0,01–0,05
Verweise
Die oben aufgelisteten Komponenten werden in den folgenden Anteilen miteinander vermischt:

Harz A

Komponenten (Gew.-teile)

Epoxid-Phenol-Novolakharz 85,5

Butandioldiglycidylether 9,48

Bortrichloriddimethyloctylamin-Komplex 5

Schaumdämpfer 0,02

Die Epoxidnovolake werden vor der Zugabe vorerwärmt, um das Mischen zu unterstützen. Physikalische Merkmale von nicht gehärtetem Harz (Tabelle 1)

	Harz A.
Farbe	hell bernsteinfarben
Viskosität, Spindel #5 bei 20 U/min	10.400 mPa·s (10.400 cP)
relative Dichte	1,194
Gelierzeit, dünner Film: gehärtet bei 150°C	3,1 Minuten
DSC Einsatztemperatur	126,58°C

Eigenschaften eines gehärteten, reinen Harzes^* (Tabelle 2)

	Harz A
DMATg(°C)	152,2°C (305,9°F)
Zugfestigkeit	31.254 Pa(4.533 psi)
Dehngrenze	3.377 MPa (489.790 psi)
Zug % Dehnung	1,1

Anmerkung: Das System härtete autark in Dünnschichtsektionen mit einer 16h-Härtung bei 93,3°C (200°F).
Für maximale physikalische Eigenschaften ist vollständige Hitzehärtung erforderlich.
Beispiel 2
Flüssige Systeme, die Harz A enthalten, werden einer konstanten Erwärmung in einem Ofen unterzogen und periodisch auf erhöhte Viskosität hin untersucht. Eine Erhöhung der Viskosität von weniger als 10% zeigt eine stabile Harzzusammensetzung an. Es wurden keine erkennbaren Veränderungen hinsichtlich der Handhabungseigenschaften der flüssigen Systeme bei 51,7°C (125°F) für 4 Wochen, bei 40°C (104°F) für mehr als 4 Monate und bei 25,6°C (78°F) für ein Jahr beobachtet.

Claims

Verfahren zur Bildung eines Verbundstoffgegenstandes in einem Harz-Transfer-Spritzgieß-System,umfassend: a) Bereitstellen einer Faservorform in einer Form; b) Injizieren eines Matrixharzes in die Form, wobei das Matrixharz umfaßt: 1) ein flüssiges, phenolisches Novolak-Epoxidharz, 2) ein Glycidyl-terminiertes Epoxy-enthaltendes Verdünnungsmittel und 3) zumindest einen latenten Bortrichloridamin-Komplex-Vernetzer, der nur vernetzt, wenn er einer Temperatur von zumindest 93,3°C (200°F) ausgesetzt wird; c) Ermöglichen, daß das Matrixharz die Faservorform imprägniert; und d) Erhitzen der Harz-imprägnierten Vorform auf mindestens 93,3°C (200°F) für einen ausreichenden Zeitraum, um zumindest einen teilweise gehärteten festen Gegenstand herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend e) Aussetzen des teilweise gehärteten festen Gegenstandes einem Nachhärtungsverfahren, um einen endgültig gehärtetert Verbundstoffgegenstand herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Matrixharz eine Viskosität von 10.000 mPa·s (10.000 Centipoise) bei 25°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das flüssige, phenolische Novolak-Epoxidharz durch die Formel I dargestellt wird:
worin n 1 bis 5 ist und R₁ ein Wasserstoffatom oder C₁-C₆-Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Novolak-Epoxidharz auf 2,4-Dimethylenphenolglycidylehter, 2,6-Dimethylenphenolglycidylether oder Gemischen hiervon basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Bildung eines Verbundstoffgegenstandes in einem Vakuum-unterstützten Harz-Transfer-Spritzgieß-System, wobei das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte nach Schritt b) umfaßt: i) Verminderung des Drucks innerhalb der Form; und ii) Aufrechterhaltung der Form bei dem verminderten Druck.