專利名稱：導電芯層材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于閉?；蛘唛_模系統(tǒng)的芯層材料、制備芯層材料的方法、包括芯層材料的層壓板、制備特型制品的方法、特型制品以及所述制品的用途。
背景技術：
本發(fā)明的芯層材料可用于生產(chǎn)纖維增強塑料材料，適用于閉?；蛘唛_模系統(tǒng)。使用纖維網(wǎng)強化的塑料經(jīng)常用于生產(chǎn)特型制品，例如汽車或者工業(yè)部件，例如水箱、浴盆、路標、外墻板、船、大篷車、機艙、電機葉片等等。通常，在樹脂材料中加入纖維網(wǎng)并入會使得樹脂材料的強度、硬度、疲勞壽命、斷裂韌性和環(huán)境抵抗力增強、溫度穩(wěn)定性增強、重量減少并且生產(chǎn)成本降低。幾十年以來，在纖維增強塑料中使用芯層材料已是眾所周知的技術。其目的一方面在于減少所需樹脂量，以節(jié)省成本并減少重量；另一方面在于提高材料的一些機械性能， 例如彎曲硬度。例如，EP-A-1010793和W0-A-2004/028776均公開了纖維網(wǎng)的使用，結合微球體，用于生產(chǎn)使用這種纖維網(wǎng)強化的物體。雖然W0-A-2004/028776提到了金屬纖維，這是指網(wǎng)狀纖維而非(單獨的)導電材料層。W0-A-92/22420描述了生產(chǎn)合成材料的方法，其中網(wǎng)浸有可固化樹脂并且其中多孔層放置在網(wǎng)材料上。固化樹脂后，實現(xiàn)多孔層的粘合。W0-A-92/22420中沒有公開柔性的包括網(wǎng)的芯層材料，導電層附著于該網(wǎng)上。然而，這些已知的纖維增強材料不提供抵抗電磁干擾的保護，在特殊的應用中，非常需要這種保護。電磁干擾(EMI)指電子裝置對外部電磁場的易感性。通過引起電流波動影響電子裝置，這將導致例如在微處理器單元和半導體芯片內(nèi)造成意想不到的轉換。尤其應用高密度的電子設備非常容易受到電磁干擾。電磁干擾一個知名的環(huán)境因素是閃電。不僅僅初始的雷擊可具有損毀性，而且雷擊之后留下的靜電場也可具有損害的效應。尤其地，在容易受到雷擊并且另外包括高密度的先進電子設備(例如飛機和用于風力渦輪機的機艙)的應用中，非常需要有效的電磁干擾屏蔽。靜電場的另一個缺點在于吸引灰塵和其他的塵埃。尤其是，有關的制品或者物體移動時，這可造成討厭的摩擦。作為一個實例，可提及風力渦輪機的葉片，其中靜電場吸引和累積灰塵，這可降低風力渦輪機的效率。通過在靈敏電子系統(tǒng)周圍包含連續(xù)的導電屏蔽，可減輕電磁干擾的潛在損害，例如通過提供法拉第籠(Faraday cage) 0在法拉第籠內(nèi)，允許重新分配導電材料內(nèi)的電荷以消除法拉第籠的內(nèi)部的效果。提供具有連續(xù)導電屏蔽的合成物制品的方法涉及在制造過程中將導電金屬絲網(wǎng)嵌入合成物制品中。在使用標準合成部件制造方法的同時，提供導電層。通過將金屬絲網(wǎng)單獨提供在組合在模具內(nèi)的合成層壓板上，可制造該制品。在制模的過程中，在均勻的壓力
4下，樹脂流入絲網(wǎng)的空隙內(nèi)，整合該結構。然而，該方法要求精密處理該金屬絲網(wǎng)，實踐證明這種處理相當?shù)乩щy。在許多情況下，該金屬絲網(wǎng)會撕裂、移動和/或刺穿生產(chǎn)過程中必要的層(例如可刺穿在真空注射模塑過程中所使用的塑料袋)。結果，通常用于這種合成材料的金屬絲網(wǎng)比較厚以防止裂開。 但厚的金屬絲網(wǎng)增加了合成材料的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種至少部分克服上述缺點的芯層材料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過提供具有連續(xù)導電屏蔽的芯層材料可實現(xiàn)該目的。相應地，在第一方面，本發(fā)明涉及適用于閉模或者開模系統(tǒng)的材料，包括至少一個在其內(nèi)包含泡沫結構的紡織或者非紡織纖維網(wǎng)，所述泡沫結構由多個構件構成，其中所述構件通過可滲透樹脂的通道彼此分離；粘合劑；以及導電材料層，其具有可實現(xiàn)屏蔽電磁輻射的電氣性質(zhì)。該導電材料層優(yōu)選地為單獨層。該單獨層可通過粘合劑固定到纖維網(wǎng)上。或者， 該導電材料層可通過粘合附著于該網(wǎng)上，例如通過應用低熔點材料的單獨網(wǎng)以及加熱該堆疊材料使得該層融合到該網(wǎng)中。也可使用機械連接裝置，例如縫合。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種芯層材料非常適合要求電磁屏蔽的應用。此外，本發(fā)明的芯層材料維持了很好的懸垂性、抗壓性能以及適當?shù)臐B透性。由于是柔性材料，在添加樹脂前，該材料可折疊成需要的形狀。該網(wǎng)絡可為導電材料的金屬絲網(wǎng)，其也可通過例如給所述纖維網(wǎng)提供導電纖維的網(wǎng)絡實現(xiàn)。進一步地，通過真空沉積，例如通過濺射提供導電材料的網(wǎng)絡。優(yōu)選地，該網(wǎng)絡為金屬絲網(wǎng)的形式。該金屬絲網(wǎng)的厚度可為500微米或以下，優(yōu)選為200微米或以下，例如100微米或以下，或者50微米或以下。通常，金屬絲網(wǎng)為5微米或以上，例如10微米或以上。因此，根據(jù)本發(fā)明，可使用非常薄的金屬絲網(wǎng)，從而降低成本和減少成品的重量。網(wǎng)目尺寸可隨著具體的應用而變化。通常，網(wǎng)目尺寸大約為10-1000微米，例如 20-500微米或者50-200微米。典型的導電材料為金屬。原則上，可使用任何類型的金屬。優(yōu)選地，導電材料包括銅、鋁和/或不銹鋼。不同的應用，可使用不同類型的導電材料。例如，銅具有較高的導電性，而鋁不但相對較輕而且廉價。也可制作包括碳纖維的導電材料。本發(fā)明的芯層材料的導電性在20°C時可在35 X IO6到63 X 106S/m范圍內(nèi)，優(yōu)選地在20"C "C時可在37 X IO6到60 X 106S/m范圍內(nèi)。假如本發(fā)明的芯層材料包括導電金屬絲網(wǎng)，具有泡沫結構的纖維網(wǎng)可有利地用作金屬絲網(wǎng)和導電制品之間的電絕緣體，芯層材料應用于該導電制品。例如，這可下述應用中有利由于其機械性能而使用導電碳，但不希望有可不利地影響碳的機械性能的電流通過該碳導電。芯層材料的進一步優(yōu)勢在于，一旦制備該芯層材料，可容易地切割成適于應用的尺寸。而且，由于懸垂性，可容易地彎曲并形成該磁性材料。取決于該導電網(wǎng)絡的性能(例如導電材料的厚度和機械性能)，芯層材料的彎曲和形成甚至可優(yōu)于不包括導電網(wǎng)絡的芯層材料的彎曲和形成。通過有意應用電流和這樣局部傳遞熱，也可積極地使用存在于本發(fā)明芯層材料中的導電網(wǎng)路。例如，制備模具內(nèi)包括本發(fā)明芯層材料的制品時，后固化制品通常是有利的。 使用導電網(wǎng)絡，以非常吸引人的方式可進行這種后固化。本發(fā)明芯層材料能夠將熱量精確地傳遞至需要的位置。此外，本發(fā)明可在該制品仍然在模具內(nèi)時進行這種后固化。以類似的方式，本發(fā)明芯層材料可應用于模具的壁內(nèi)以加熱這種模具。而且，取決于該應用，可用導電網(wǎng)絡調(diào)整和優(yōu)化該芯層材料的機械性能。例如，導電網(wǎng)絡包括銅時，可提高最終制品的抗沖擊性和/或韌性。芯層材料的構件和通道可以幾乎規(guī)則的方式分布，例如，以小于Icm的模式重復， 更具體地說是小于0. 5cm ；或者以W0-A-2004/028776中所描述的不規(guī)則的方式分布。取決于預期的用途，尤其對于樹脂能夠在特定的時間段內(nèi)滲入芯層材料的需求， 可在廣泛范圍內(nèi)選擇本發(fā)明的芯層材料對樹脂的滲透性。在材料平面內(nèi)的滲透性至少為 1X10_9平方米的芯層材料，已經(jīng)獲得了特別好的成果。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，樹脂在這種材料內(nèi)的流動性能非常令人滿意。為了甚至更好的流動性能，滲透性優(yōu)選地至少為1.5X10—9平方米， 更優(yōu)選地至少大于5 X 10_9平方米。滲透性主要由通道提供，通道由不包含構件的區(qū)域形成。此文中，根據(jù)穩(wěn)定流的達西定律將滲透性(k)定義為
權利要求
1.一種適用于閉?；蜷_模系統(tǒng)的芯層材料，其中，該芯層材料包括 至少一個紡織或者非紡織纖維網(wǎng)；粘合劑；以及導電材料層，其具有可實現(xiàn)屏蔽電磁輻射的電氣性質(zhì)，所述層附著于所述網(wǎng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的芯層材料，其中，所述纖維網(wǎng)在網(wǎng)內(nèi)包含泡沫結構，所述泡沫結構由多個構件構成，其中所述構件通過可滲透樹脂的通道彼此分離。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的芯層材料，其中，所述導電材料層包括導電纖維形式的網(wǎng)絡，所述纖維優(yōu)選地具有500微米或以下的厚度，優(yōu)選為10-200微米，其中所述網(wǎng)絡優(yōu)選為金屬絲網(wǎng)的形式，優(yōu)選地具有10-1000微米的網(wǎng)目尺寸，優(yōu)選為20-500微米，例如50-200 微米。
4.根據(jù)前述任一項權利要求所述的芯層材料，其中，所述導電材料包括銅、鋁和/或不銹鋼。
5.根據(jù)前述任一項權利要求所述的芯層材料，其中，所述泡沫結構包括微球體，優(yōu)選為玻璃、陶瓷或者熱塑性微球體。
6.根據(jù)權利要求2-5中任一項所述的芯層材料，其中，所述泡沫結構基于機械穩(wěn)定發(fā)泡的粘合劑合成物。
7.根據(jù)權利要求3-6中任一項所述的芯層材料，其中，所述金屬絲網(wǎng)的厚度為500微米或以下，優(yōu)選為10-200微米。
8.根據(jù)權利要求3-7中任一項所述的芯層材料，其中，所述金屬絲網(wǎng)通過濺射技術形成。
9.根據(jù)權利要求3-8中任一項所述的芯層材料，其中，所述金屬絲網(wǎng)通過所述粘合劑附著于所述纖維網(wǎng)。
10.一種制備根據(jù)權利要求2-9中任一項所述的芯層材料的方法，其中，所述方法包括使用至少一種粘合劑材料將泡沫材料或者泡沫生成材料引入到纖維網(wǎng)中； 將所述金屬絲網(wǎng)放置在所述纖維網(wǎng)上；以及通過固化粘合劑材料，將泡沫設置在所述網(wǎng)內(nèi)。
11.一種包括根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的芯層材料的層壓板，其中，該芯層材料層疊有至少一個纖維絨層，所述纖維絨層優(yōu)選地包括選自由玻璃纖維、碳纖維和聚芳酰胺纖維組成的組中的一個或多個。
12.—種制備特型制品的方法，其中，該方法包括將根據(jù)權利要求1-9任一項所述的芯層材料，其可選地結合有一個或多個其他的非紡織絨層，或者將根據(jù)權利要求10所述的層壓板放置在閉模內(nèi)； 將液態(tài)樹脂引入到該模內(nèi)；以及固化樹脂以生成制品。
13.一種根據(jù)權利要求12所述的方法獲得的特型制品。
14.一種基于根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的磁芯或者基于根據(jù)權利要求11所述的層壓板的特型制品。
15.一種根據(jù)權利要求12或13的特型制品用作靜態(tài)電荷的屏蔽材料的用途，其中，所述材料應用于模內(nèi)，然后向所述模添加樹脂，隨后硬化所述樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于閉?；蜷_模系統(tǒng)的芯層材料、制備芯層材料的方法、包括芯層材料的層壓板、制備特型制品的方法、特型制品以及所述制品的用途。本發(fā)明的芯層材料包括至少一個在其內(nèi)包含泡沫結構的纖維網(wǎng)，所述泡沫結構由多個構件構成，其中所述構件通過可滲透樹脂的通道彼此分離；粘合劑；導電材料的網(wǎng)絡。
文檔編號B29C44/12GK102361745SQ201080013451
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權日2009年3月23日
發(fā)明者P·J·J·科龐, R·W·J·揚森, 彼得·安杰瑪 申請人:蘭特爾公司