[其他]含有金屬添加劑的固體可流動(dòng)的聚合物模塑介質(zhì)及利用該介質(zhì)的模塑方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87106782
• 申請日: 1987-09-08
• 公開（公告）號: CN87106782A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅伯特·V·克羅雷
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)合工藝公司
• 主分類號: B29C51/00
• 分類號: B29C51/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊厚昌

本發(fā)明涉及模塑方法及模塑用組合物，特別是指一種能在加壓條件下用于模塑制品的組合物。

復(fù)合材料目前受到極大關(guān)注，因?yàn)樗鼈兛商峁└邚?qiáng)度與低密度十分良好的結(jié)合。通常，復(fù)合材料是由碳纖維、硼纖維、玻璃纖維等嵌埋在環(huán)氧、酚醛或其它聚合物樹脂基體中而組成。更高性能的復(fù)合材料有著特別高的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）性能，對航天應(yīng)用特別有吸引力。但是其它典型的高性能航天材料都存在著一定的加工困難性;它們不能僅靠簡單地把纖維和樹脂鋪疊起來，通過室溫固化來制得制品。航天復(fù)合材料不僅包含有難以成型加工的樹脂，而且經(jīng)常要求必須制得基本上無缺陷的制品。因此，航天復(fù)合材料通常是在實(shí)際加壓的條件下于高溫下固化模塑而成的。

一種模塑方法（壓力襯墊模塑法），采用高度熱膨脹的硅橡膠作成型襯墊。將未固化的預(yù)浸料坯放進(jìn)相鄰連接的襯墊之間的空間里，整個(gè)組合件被放進(jìn)一個(gè)緊密裝填的密閉金屬容器之中。然后，該容器和包含的組合件被加熱升溫，既固化制品又使橡膠膨脹，以便在制品固化期間對它施加壓力。壓力襯墊也被稱為受限制的橡膠模具。

在受限制的橡膠模具中經(jīng)常要求有高的導(dǎo)熱性。提高導(dǎo)熱性允許在加壓期間更快加熱制品。通常采用鋁粉，因?yàn)樗辛己玫膶?dǎo)熱性，密度低，價(jià)格便宜。但是加進(jìn)金屬添加劑減小在混合料中的聚合物量，因而降低了熱膨脹能力。金屬添加劑也提高了模具用橡膠的硬度，降低了在加壓下它對不規(guī)則形狀制品的可塑性。

雖然已經(jīng)采用若干種模塑方法在高溫和加壓下模塑復(fù)合材料（例如，壓縮模塑、利用柔性袋或壓力容器的等壓加壓模塑、壓力襯墊模塑），但這些方法都存在一些問題（例如氣袋泄漏）。

因此，一直在尋找復(fù)合材料的新模塑方法，即使在加壓物質(zhì)和制品之間的隔離層存在少量的漏洞，也不致喪失壓力。

本專利公開涉及一種可流動(dòng)的顆粒狀聚合物金屬混合物，它能導(dǎo)熱，特別適用于高壓、高溫的模塑過程作為壓力介質(zhì)。該材料包含一種基本上均勻的混合物，約有20～90%固體可流動(dòng)的顆粒狀硅橡膠，這種硅橡膠室溫時(shí)在10.34MPa壓力作用下，通過一根直徑為1.1cm，長為7.6cm的管子時(shí)的標(biāo)稱流動(dòng)速度至少為0.6g/S。該材料還包含約10～80%導(dǎo)熱性金屬顆粒，其熔點(diǎn)小于將采用的模塑溫度，并且它基本上可與上述硅橡膠化學(xué)相容。

本發(fā)明的另一方面涉及一種模塑方法，即使用一種壓力介質(zhì)，借助于其中的金屬顆粒傳熱給制品前體，在高溫下把制品前體模塑成制品。該方法是把制品前體放進(jìn)壓力容器中，以基本上均勻的混合物充分地填充該容器。該混合物包含一種固體可流動(dòng)的聚合物介質(zhì)和導(dǎo)熱性金屬顆粒，金屬顆粒的熔點(diǎn)比上述的高溫要低，并且它基本上也可與上述聚合物介質(zhì)化學(xué)相容。該混合物被處于等于或高于其金屬熔點(diǎn)的溫度下，因此對上述制品前體的表面上產(chǎn)生基本上均勻的預(yù)定介質(zhì)壓力。

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱而且可流動(dòng)的壓力介質(zhì)，在模塑技術(shù)領(lǐng)域中取得了顯著的進(jìn)步。

上述目的和其它的發(fā)明目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在說明書、權(quán)利要求書以及描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的附圖中將可明顯看清楚。

附圖表示了完成本發(fā)明模塑方法的設(shè)備的局部剖視透視圖，該方法采用加熱裝置控制聚合物介質(zhì)金屬混合物的溫度，也可以采用機(jī)械裝置（如柱塞）來控制加在待模塑制品上的壓力。

在本發(fā)明中使用的特定的聚合物介質(zhì)金屬混合物是本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。它對溫度和壓力的響應(yīng)性，結(jié)合了它在模塑溫度時(shí)的流動(dòng)性和固體的性質(zhì)，使它能適用于本發(fā)明。這些性質(zhì)使介質(zhì)能對制品前體的表面上產(chǎn)生有利的、基本上均勻的、可控制的壓力。本發(fā)明典型實(shí)施例中，聚合物是一種未填充的硅橡膠顆粒，顆粒大小在美國篩網(wǎng)尺寸-4+30目（4.7～0.42mm）的范圍內(nèi)，在69KPa（10psi）壓力作用下它充分自可塑地聚集成基本上無空隙的介質(zhì)。

通常，硅橡膠被用作聚合物壓力介質(zhì)。最好是對在美國專利3，843，601（屬Bruner）中所描述的橡膠類型的一個(gè)改進(jìn)型。還可參見美國專利4，011，929（屬Jeram等人）。這兩個(gè)專利公開的內(nèi)容在此列入作為參考。通常較好的材料是帶有乙烯基的二甲基硅氧烷聚合物。它們可由通常工業(yè)化生產(chǎn)方法進(jìn)行生產(chǎn)，包括從聚硅氧烷出發(fā)利用不同的硫化技術(shù)來生產(chǎn)。至今一直應(yīng)用的較好材料是一種牌號為X5-8017的實(shí)驗(yàn)型未充填型硅橡膠材料，其原來牌號6360????81（下文簡稱8017），是由道康寧公司（密執(zhí)安州，密特蘭特）生產(chǎn)的。