1.包含連續(xù)纖維的纖維質(zhì)材料及熱塑性聚合物基體的經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料的生產(chǎn)方法,特征在于,所述經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料是作為一個(gè)單向帶狀物或多個(gè)平行的單向帶狀物產(chǎn)生的,而且,特征在于,所述方法包括以下步驟:
i)使用流化床粉末(22)形式的所述熱塑性聚合物浸漬粗紗或若干平行粗紗形式的所述纖維質(zhì)材料,
ii)借助于至少一個(gè)加熱的壓延機(jī)(51、52、53)經(jīng)由壓延,使在步驟i)處浸漬的所述纖維質(zhì)材料的所述粗紗或所述平行粗紗成型為一個(gè)單向帶狀物或多個(gè)平行的單向帶狀物的形式,而且,在后一情況中,所述加熱的壓延機(jī)包括與所述帶狀物的數(shù)量一致的多個(gè)壓延槽(73)、優(yōu)選最高達(dá)200個(gè)壓延槽,通過(guò)伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述壓延機(jī)的輥之間的壓力和/或間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,特征在于,其進(jìn)一步包括將所述帶狀物卷繞在一個(gè)或多個(gè)卷筒(61)上的步驟iii),卷筒的數(shù)量與帶狀物的數(shù)量相同,給每個(gè)帶狀物分配一個(gè)卷筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法,特征在于,所述浸漬步驟i)通過(guò)以下涂覆步驟完成:在步驟i)處使用所述粉末進(jìn)行浸漬之后,使用可與所述流化床粉末形式的聚合物相同或不同的熔融的熱塑性聚合物涂覆所述單根粗紗或所述多根平行粗紗,所述涂覆步驟是在所述壓延步驟ii)之前實(shí)施的,所述熔融聚合物優(yōu)選地是與所述流化床粉末形式的聚合物相同類(lèi)型的,優(yōu)選地,所述涂覆是相對(duì)于所述單根粗紗或所述多根平行粗紗經(jīng)由十字頭擠出(30)實(shí)施的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的方法,特征在于,所述流化床粉末形式的聚合物是熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法,特征在于,所述熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物進(jìn)一步包含碳填料,特別是炭黑或碳納米填料,優(yōu)選選自碳納米填料特別是石墨烯和/或碳納米管和/或碳納米原纖或者它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5之一的方法,特征在于,所述熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物進(jìn)一步包含液晶聚合物、或環(huán)狀聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、或者含此的混合物作為添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一的方法,特征在于,所述熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物選自具有使得Tg≥80℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的無(wú)定形聚合物和/或選自具有Tf≥150℃的熔融溫度的半結(jié)晶聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法,特征在于,所述熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物選自:聚芳基醚酮(PAEK),特別是聚醚醚酮(PEEK);聚芳基醚酮酮(PAEKK),特別是聚醚酮酮(PEKK);芳族聚醚酰亞胺(PEI);聚芳基砜,特別是聚苯砜(PPSU);聚芳基硫醚,特別是聚苯硫醚(PPS);聚酰胺(PA),特別是任選地通過(guò)脲單元改性的芳香族聚酰胺;聚丙烯酸酯,特別是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);或者氟化聚合物,特別是聚偏氟乙烯(PVDF);以及它們的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一的方法,特征在于,所述纖維質(zhì)材料包含連續(xù)纖維,其選自碳纖維、玻璃纖維、碳化硅纖維、玄武巖纖維、硅石纖維、天然纖維,特別是亞麻、大麻、劍麻、絲或者纖維素纖維,特別是粘膠纖維,或者熱塑性纖維,當(dāng)所述聚合物或者所述聚合物的混合物為無(wú)定形的時(shí),所述熱塑性纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tg,或者,當(dāng)所述聚合物或者所述聚合物的混合物為半結(jié)晶的時(shí),所述熱塑性纖維的熔融溫度Tf高于所述聚合物或者所述聚合物的混合物的Tf,或者所述纖維中的兩種或更多種的混合物,優(yōu)選碳纖維、玻璃纖維或碳化硅纖維的混合物,特別是碳纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一的方法,特征在于,所述聚合物或者聚合物的混合物相對(duì)于所述纖維質(zhì)材料的體積百分?jǐn)?shù)為40-250%、優(yōu)選45-125%且更優(yōu)選45-80%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一的方法,特征在于,所述聚合物或者所述聚合物的混合物相對(duì)于所述纖維質(zhì)材料的體積百分?jǐn)?shù)為0.2-15%、優(yōu)選0.2-10%且更優(yōu)選0.2-5%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11之一的方法,特征在于,使用多個(gè)加熱的壓延機(jī)(51、52、53)實(shí)施所述壓延步驟ii)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12之一的方法,特征在于,在步驟ii)處的所述加熱的壓延機(jī)包括與在所述熱塑性聚合物或者熱塑性聚合物的混合物中的碳填料的存在相結(jié)合的經(jīng)由感應(yīng)或微波、優(yōu)選經(jīng)由微波的集成加熱系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13之一的方法,特征在于,將在步驟ii)處的所述加熱的壓延機(jī)連接至位于所述(各)壓延機(jī)(51、52、53)之前和/或之后的額外的快速加熱設(shè)備(41、42、43),特別是,與碳填料在所述聚合物或者所述聚合物的混合物中的存在相結(jié)合的微波或感應(yīng)式加熱設(shè)備、或者紅外IR或激光加熱設(shè)備、或者經(jīng)由與另外的熱源例如火焰的直接接觸。
15.經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料的單向帶狀物,特別是纏繞在卷筒上的帶狀物,特征在于,其采用如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所定義的方法獲得。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的帶狀物,特征在于,其具有適用于在無(wú)需縱切的情況下通過(guò)用于制造三維部件的自動(dòng)機(jī)械進(jìn)行沉積的寬度(l)和厚度(ep),且優(yōu)選地,具有至少5mm且可能達(dá)到最高達(dá)100mm、更優(yōu)選5-50mm且進(jìn)一步優(yōu)選5-10mm的寬度(l)。
17.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所定義的方法的用途,用于生產(chǎn)經(jīng)校準(zhǔn)的帶狀物,所述經(jīng)校準(zhǔn)的帶狀物適用于經(jīng)由所述帶狀物通過(guò)自動(dòng)機(jī)械的自動(dòng)化沉積來(lái)制造三維復(fù)合部件。
18.如權(quán)利要求15或16中所定義的經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料的帶狀物的用途,用于制造三維復(fù)合部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的用途,特征在于,所述復(fù)合部件的所述制造涉及:運(yùn)輸部門(mén),特別是汽車(chē)、民用航空或軍用航空、航海、鐵路;可再生能源,特別是風(fēng)能、流體動(dòng)力能量;能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、太陽(yáng)能板;熱防護(hù)板;運(yùn)動(dòng)和休閑設(shè)施、衛(wèi)生和醫(yī)學(xué);具有用于武器或?qū)椀牟考娘w行物體;安全設(shè)備和電子儀器。
20.三維復(fù)合部件,特征在于,其由使用至少一個(gè)如權(quán)利要求15或16所定義的經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料的單向帶狀物而獲得。
21.用于實(shí)施如權(quán)利要求1-14之一所定義的方法的裝置,特征在于,其包括:
a)用于連續(xù)浸漬纖維質(zhì)材料的粗紗或多根平行粗紗的設(shè)備,其包括粉末聚合物的流化床(22)的儲(chǔ)罐(20);
b)用于連續(xù)壓延所述粗紗或所述平行粗紗以成型為一個(gè)帶狀物或若干個(gè)平行的單向帶狀物的設(shè)備,其包括:
b1)至少一個(gè)加熱的壓延機(jī)(51、52、53),特別是若干個(gè)串聯(lián)的加熱的壓延機(jī),所述壓延機(jī)具有壓延槽(73)或若干個(gè)壓延槽,且優(yōu)選地,在后一情況中,具有最高達(dá)200個(gè)壓延槽(73),
b2)用于調(diào)節(jié)壓延機(jī)輥(71、75)之間的壓力和/或間距的系統(tǒng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的裝置,特征在于,其進(jìn)一步包括用于卷繞所述經(jīng)預(yù)浸漬的纖維質(zhì)材料的帶狀物的設(shè)備(60),所述設(shè)備(60)所包括的卷筒(61)的數(shù)量與所述帶狀物的數(shù)量相同,給每個(gè)帶狀物分配一個(gè)卷筒。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的裝置,特征在于,在所述流化床儲(chǔ)罐后,所述浸漬設(shè)備額外地包括用于使用熔融聚合物涂覆所述在步驟i)處浸漬的纖維質(zhì)材料的粗紗的設(shè)備,優(yōu)選地,所述涂覆設(shè)備包括相對(duì)于所述粗紗或者相對(duì)于所述平行粗紗的十字頭擠出設(shè)備(30)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23之一的裝置,特征在于,所述加熱的壓延機(jī)(51、52、53)包括經(jīng)由感應(yīng)的集成加熱系統(tǒng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21-24之一的裝置,特征在于,將所述加熱的壓延機(jī)連接至位于所述(各)壓延機(jī)之前和/或之后的額外的快速加熱設(shè)備(41、42、43),所述快速加熱設(shè)備選自:微波或感應(yīng)設(shè)備,特別是當(dāng)與碳填料的存在相結(jié)合的時(shí)候;或者IR或激光設(shè)備;或者,允許與熱源直接接觸的其它設(shè)備,例如火焰設(shè)備。