ES2258599T3

ES2258599T3 - Resina reforzada mediante fibras.

Info

Publication number: ES2258599T3
Application number: ES02256431T
Authority: ES
Inventors: Martin Richard Simmons; John Leslie Cawse; John Ellis
Original assignee: Hexcel Composites Ltd
Current assignee: Hexcel Composites Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2006-09-01
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: ATE317464T1; EP1300507B1; EP1300507A3; DE60209087T2; EP1300507A2; DE60209087D1

Abstract

Sistema de resina reforzada con fibras que comprende una trama fibrosa y una composición de resina matriz que incluye una resina epoxídica cristalina y un agente endurecedor de la resina epoxídica cristalina, en la cual dicho agente endurecedor de la resina epoxídica está sustancialmente disperso de forma uniforme en la resina epoxídica cristalina, caracterizado porque dicha resina epoxídica se selecciona de entre diglicidil éteres de bisfenol A y bisfenol F y sus derivados halogenados, tal como están representados por la fórmula general: donde R1 es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono o puede formar parte de un anillo junto con R2; R2 es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono o puede formar parte de un anillo junto con R1; R3 es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono; y R4 es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono.

Description

Resina reforzada mediante fibras.

La presente invención se refiere a un sistema de resina reforzada con fibras.

Los sistemas de resina reforzada con fibras se utilizan ampliamente como componentes estructurales en aplicaciones industriales y de ocio, en la industria aeroespacial y para aplicaciones en placas de circuitos electrónicos. Estos sistemas se suministran generalmente como prepreg (preimpregnada). Sin embargo, estos sistemas pueden suministrarse también como semi-preg, adhesivos y como materiales de infusión de película resinosos. Los materiales prepreg comprenden una fase de refuerzo fibroso junto con una resina matriz que comprende una o más resinas líquidas, uno o más agentes endurecedores y opcionalmente otros aditivos como endurecedores, retardantes de combustión, cargas y similares, que forman juntos una resina denominada matriz. En general, la resina matriz puede endurecerse a temperaturas en el rango de 50ºC a 200ºC.

Las prepregs conocidas tienen una limitada estabilidad de conservación en su estado no endurecido a temperatura ambiente. Esto es particularmente evidente en las composiciones de resina matriz de endurecimiento a baja temperatura. Por ejemplo, una composición de resina matriz que se compone de una resina epoxídica y un agente endurecedor imidazol, que puede endurecerse a 60ºC, puede tener una estabilidad a temperatura ambiente inferior a dos días, lo que la vuelve inutilizable después. La estabilidad durante el almacenamiento a temperatura ambiente es importante, especialmente si se deben transportar los materiales a largas distancias y/o deben almacenarse a temperatura ambiente antes de su utilización. Por supuesto, es posible almacenar estas prepregs conocidas a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente para mejorar su vida útil de almacenaje, pero la necesidad de dispositivos de refrigeración grandes o caros puede hacer que esta opción sea poco deseable.

Además, es esencial que la resina matriz no fluya durante el almacenamiento o permanencia. Esto puede conseguirse formulando una resina matriz en la cual las resinas epoxídicas sólidas sean de alto peso molecular o muy viscosas.

También es deseable, al menos por una parte, que el sistema tenga cierto grado de pegajosidad. Esto es necesario durante el mantenimiento de los sistemas. Si el sistema no tiene ninguna pegajosidad puede resultar difícil unir distintas capas de ensamblaje en el molde.

Además, es deseable que el sistema tenga cierto grado de flexibilidad para que pueda adoptar la forma deseada. Esto es también necesario si el sistema se va a suministrar en rollos.

Es bien sabido que las resinas epoxídicas pueden cristalizarse a temperatura ambiente, normalmente esto se considera un inconveniente e incluso una molestia ya que la cristalización puede interferir en la mezcla y demás operaciones utilizadas en la fabricación de sistemas convencionales.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de resina reforzada con fibras que comprende una trama fibrosa y una composición de resina matriz, que incluye una resina epoxídica cristalina, y un agente endurecedor de la resina epoxídica cristalina, donde dicho agente endurecedor de la resina epoxídica está básicamente disperso de forma uniforme en la resina epoxídica cristalina.

La composición de la resina matriz puede aplicarse a la trama fibrosa de modo tal que impregne total o parcialmente las fibras. Como alternativa, dicha composición resinosa puede adoptar la forma de una capa individual que está en contacto con las fibras pero que no las impregna.

En todavía otra alternativa, la composición de la resina matriz puede ser tal que tenga propiedades adhesivas.

Cuando se encuentra en forma de adhesivo, la composición de la resina matriz preferentemente se encuentra en forma de película. Con esta disposición, el sistema puede comprender opcionalmente una gasa difusora de la luz o una tela separadora.

Los sistemas de la invención tienen una excelente estabilidad a temperatura ambiente, típicamente de 3 a 6 meses, proporcionando así una mayor vida útil a temperatura ambiente. Además, pueden endurecerse a una temperatura suficientemente baja, en el rango de 50ºC a 200ºC, preferentemente a temperaturas inferiores a 100ºC, y en particular en el rango de temperaturas de 50ºC a 70ºC, para proporcionar un laminado rígido. La utilización de resina epoxídica cristalina no tiene ningún efecto sobre las propiedades mecánicas del laminado en comparación con una resina epoxídica no cristalina.

La trama fibrosa puede comprender una fibra orgánica o inorgánica, bien sea sola o combinada, por ejemplo, carbono, fibra de vidrio, aramida, polietileno, cerámica, fibras naturales como kenaf, cáñamo y celulosa. Las fibras pueden utilizarse en forma unidireccional o como no tejidas, como tejidos multiaxiales o como telas acresponadas, o pueden estar presentes como telas tejidas o mallas o telas no tejidas o combinaciones de las mismas.

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La composición de la resina matriz de la presente invención puede cargarse sobre la trama fibrosa en cantidades que oscilan en el rango de 30 gm^{-2} a 3.000 gm^{-2}.

La resina epoxídica debe ser cristalina. Las resinas epoxídicas preferentes incluyen glicidil éteres de bisfenol A y bisfenol F y sus derivados halogenados y pueden representarse por la fórmula general:

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1

donde

R^{1}: es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono o puede formar parte de un anillo junto con R^{2};

R^{2}: es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono o puede formar parte de un anillo junto con R^{1};

R^{3}: es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono; y

R^{4}: es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono.

Las resinas mencionadas anteriormente pueden utilizarse solas o mezcladas con otras resinas cristalizables o sólidas cristalizables también del tipo mencionado anteriormente.

El punto de fusión de estas resinas epoxídicas se encuentra preferentemente en el rango de 35ºC a 50ºC.

DER 332, tal como se suministra por Dow Chemical, es una forma pura de un glicidil éter de bisfenol A adecuado para esta invención. Rutapox 0158, tal como se suministra por Bakelite, es un glicidil éter de bisfenol F también adecuado para la invención. Aunque se suministren como líquidas, estas resinas pueden cristalizarse.

Los agentes endurecedores epoxídicos deben ser cristalinos. Los agentes endurecedores preferentes incluyen cualquier compuesto que proporcione un endurecimiento térmico latente de al menos cinco a siete días. Estos compuestos son bien conocidos por los especialistas en la materia. Como ejemplos adecuados se incluyen imidazoles y sus sales y aductos. Estos agentes epoxídicos endurecedores son sólidos a temperatura ambiente. Ejemplos preferentes de agentes endurecedores adecuados son los revelados en la EP 906927A. Otros agentes endurecedores preferentes incluyen aminas aromáticas, aminas alifáticas, anhídridos y fenoles. La composición de la presente invención puede comprender además partículas endurecedoras termoplásticas insolubles, agentes endurecedores termoplásticos solubles que precipitan al endurecerse, agentes de desmoldeo para facilitar el desmoldeo y retardadores de combustión que pueden ser intumescentes y demás modificadores bien conocidos por los especialistas en la técnica.

La composición de la resina matriz de la invención contiene preferentemente un agente flexibilizante. El agente flexibilizante se selecciona de forma que en esencia no tenga ningún efecto sobre la vida útil o sobre la capacidad del principal componente epoxídico de estar presente como sólido cristalino. Los cauchos líquidos, las novolacas epoxídicas, los monómeros de acrilato, los monómeros de metacrilato y los vinil ésteres son también adecuados como aditivos para flexibilizar la composición. Éstos pueden añadirse como componente menor a la composición para no impedir la cristalización del componente principal de resina epoxídica.

Un ejemplo de caucho líquido adecuado como agente flexibilizante es HYCAR 1300 X18 (marca comercial) suministrado por BF Goodrich.

Un ejemplo de resina de vinil éster adecuada como agente flexibilizante es Actilane 320, suministrado por Akzo Nobel.

Preferentemente, el agente flexibilizante está presente en una cantidad del 1% al 10% en peso con respecto a la composición.

Es preferible que el agente flexibilizante se añada directamente a la composición de la resina matriz. En aquellas formas de producto en las cuales existe un alto grado de impregnación de las fibras, el agente flexibilizante puede añadirse a la composición mediante la aspersión del agente líquido en la superficie de la trama impregnada o aplicando el agente sobre el papel de desprendimiento y luego mediante transferencia del agente a la trama.

Los sistemas de la presente invención contienen preferentemente un agente de adherencia. El agente de adherencia se selecciona de tal forma que en esencia no tenga ningún efecto sobre la vida útil o sobre la capacidad de la resina epoxídica de estar presente como sólido cristalino.

El agente de adherencia debe ser no epoxídico. Agentes de adherencia adecuados incluyen los adhesivos sensibles a la presión como los que se basan en poliuretanos, acrilatos, caucho natural y demás, y que pueden encontrarse en forma de soluciones, aerosoles, dispersiones o emulsiones.

El agente de adherencia se aplica como mínimo sobre una cara exterior del sistema reforzado con fibras de la presente invención mediante la aspersión del agente líquido sobre la superficie del sistema o aplicando el agente sobre el papel de desprendimiento y luego mediante transferencia del agente al sistema o mediante técnicas de impresión o por cualquier otro medio adecuado.

Las composiciones de la resina matriz de la invención pueden comprender, además, uno o más cargas inorgánicas. Las cargas preferentes incluyen sílice, alúmina, polvo de aluminio, dióxido de titanio, hidróxido de aluminio y talco.

Se pueden incluir otros ingredientes menores en la composición de la resina matriz, por ejemplo cualquiera de los siguientes: aceleradores, termoplásticos y cauchos de estructura con núcleo, retardantes de combustión que pueden ser intumescentes, agentes humidificadores, pigmentos/colorantes, absorbentes UV, partículas endurecedoras y modificadores de viscosidad.

El sistema de la presente invención puede incluir también una malla conductora de la electricidad para disipar impactos de descargas.

El sistema de la presente invención puede estar revestido por una película de acabado superficial en al menos una cara.

La composición de la resina matriz de la presente invención puede comprender además partículas endurecedoras termoplásticas insolubles, agentes endurecedores de resina termoplásticos solubles que precipitan al endurecimiento, agentes de desmoldeo para facilitar el desmoldeo y retardantes de combustión que pueden ser intumescentes.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para fabricar un sistema de resina reforzada con fibras que comprende la mezcla, sustancialmente uniforme, de un agente de endurecimiento de la resina epoxídica cristalina con una resina epoxídica cristalina para formar una resina matriz, la fusión de la resina matriz, la aplicación de la resina de matriz sobre una trama fibrosa y la recristalización de la composición de la resina matriz fundida.

Para producir la resina matriz de la invención puede utilizarse cualquier proceso siempre que el agente de endurecimiento epoxídico esté uniformemente disperso dentro de una resina epoxídica cristalina. El método puede llevarse a cabo en estado fundido, sólido o mezclando los componentes en un disolvente. Preferentemente esta mezcla se lleva a cabo a temperatura ambiente. Si la temperatura supera los 50ºC, el agente de endurecimiento epoxídico puede iniciar la polimerización de la resina epoxídica. La composición de la resina matriz se aplica entonces sobre una trama fibrosa para formar un sistema tal como se ha mencionado. Este proceso tiene lugar, preferentemente, a temperatura ambiente o cerca de la misma. Si se utilizara una temperatura demasiado alta, la composición de la resina puede empezar a endurecerse, lo que afecta a la recristalización de la resina epoxídica y finalmente a la estabilidad de almacenamiento a temperatura ambiente. Si el material estuviera impregnado con un material fundido, se enfriaría a una temperatura inferior al punto de fusión del epoxi y preferentemente a una temperatura inferior a 10ºC. Este proceso ayudará a la recristalización.

Los métodos preferentes para formar los sistemas reforzados con fibras de la invención se describen a continuación con relación a las figuras adjuntas, en las cuales:

Fig. 1: diagrama esquemático que muestra un proceso para fabricar sistemas que comprenden una trama fibrosa y una composición de resina matriz de acuerdo con la invención;

Fig. 2: diagrama esquemático que muestra un segundo proceso para fabricar sistemas que comprenden una trama fibrosa y una composición de resina matriz de acuerdo con la invención;

Fig. 3: diagrama esquemático que muestra un tercer proceso para fabricar sistemas que comprenden una trama fibrosa y una composición de resina matriz de acuerdo con la invención.

La trama fibrosa puede consistir en fibras sintéticas o naturales tal como carbono, vidrio, aramida, cáñamo, kenaf o cualquier otra forma de material o combinación de materiales que, combinados con la composición de la resina matriz de la invención, forman un producto compuesto. En las Figuras 1, 2 y 3, la trama fibrosa puede también ser proporcionada mediante bobinas de fibra que se desenrollan o bien proceder de un rollo de materia textil.

Con respecto a la Fig. 1, se calienta una resina epoxídica cristalina a una temperatura por encima de su punto de fusión y luego se deja enfriar a temperatura ambiente. Entonces, se mezcla uniformemente un agente de endurecimiento epoxídico cristalino con la resina líquida y con un agente flexibilizante para proporcionar una mezcla, la cual alimenta a través del alimentador 11 la trama en movimiento 12, que puede ser papel de desprendimiento, papel de desprendimiento recubierto por una película de adherencia o una materia textil. Si es necesario, la fibra procedente de las bobinas 13 o la materia textil 19 o ambas pueden ser añadidas a la trama como materiales de refuerzo. Si es necesario, pueden añadirse una mezcla 15 de resina epoxídica y un agente de adherencia vía laminación de una película pre-recubierta a un lado o a ambos de la trama principal. La trama y la resina pasan por una mesa caliente 14 con cilindros prensadores en un punto de compactación caliente 16 para conseguir el grado requerido de impregnación. Se aplica calor a una temperatura inferior al punto de fusión del agente de endurecimiento epoxídico, pero igual o superior al punto de fusión de la resina epoxídica. La trama ya impregnada es enfriada entonces por una unidad de refrigeración 17 hasta una temperatura inferior al punto de fusión de la resina epoxídica, pero preferentemente a una temperatura inferior a 10ºC, para que la resina epoxídica pueda recristalizarse. Si es necesario, se puede acelerar la recristalización mediante la adición de cristales de resina epoxídica 18 como agente de nucleación. El sistema se almacena entonces a una temperatura preferente de -5ºC a +10ºC durante 2 días para completar el proceso de cristalización. Una vez completamente cristalizada la resina epoxídica, se puede almacenar el sistema a temperatura ambiente o por debajo del punto de fusión de la resina epoxídica.

Con respecto a la Fig. 2, se muestra otro proceso para fabricar un sistema de acuerdo con la invención en el cual se tritura una resina epoxídica cristalina junto con un agente de endurecimiento epoxídico cristalino para proporcionar una mezcla íntima 21. Esta mezcla alimenta luego, con una carga predeterminada, la trama 22 ó 23. La trama es alimentada entonces a través de un calentador 24 mediante el cual se aplica el calor a una temperatura inferior al punto de fusión del agente de endurecimiento epoxídico, pero igual o superior al punto de fusión de la resina epoxídica. Puede añadirse una mezcla 25 de resina epoxídica y agente de adherencia vía laminación de una película pre-recubierta a un lado o a ambos de la trama principal, si es necesario. La mezcla de resina epoxídica y agente de endurecimiento epoxídico fluirá ahora lo suficiente como para que impregne completamente el refuerzo. La trama impregnada es enfriada entonces por una unidad de refrigeración 26 hasta una temperatura inferior al punto de fusión de la resina epoxídica, pero preferentemente hasta una temperatura inferior a 10ºC, para que la resina epoxídica pueda recristalizarse. Luego se almacena el sistema a una temperatura, preferentemente de -5ºC a +10ºC, durante 2 días, para completar el proceso de cristalización. Una vez completamente cristalizada la resina epoxídica, se puede almacenar el sistema a temperatura ambiente o por debajo del punto de fusión de la resina epoxídica.

Otro proceso para producir un sistema de resina reforzada con fibra conlleva la aspersión de una mezcla de resina epoxídica cristalina en polvo y de agente de endurecimiento epoxídico en polvo directamente sobre el refuerzo. Se trata entonces de una prepreg cristalina útil. Estas técnicas incluyen tecnologías electrostáticas y de lecho fluidizado y son bien conocidas por los especialistas en la técnica.

Todavía otro proceso para producir un sistema de resina reforzada con fibra conlleva la preparación de una dispersión de resina epoxídica cristalina en polvo y del agente de endurecimiento epoxídico en polvo en un disolvente, la aplicación de la dispersión a la fibra y la eliminación del disolvente en un horno. Estos métodos son bien conocidos por los especialistas en la técnica.

Con respecto a la Fig. 3, se muestra otro proceso para fabricar sistemas de acuerdo con la invención. Se calienta una resina epoxídica cristalina hasta una temperatura por encima de su punto de fusión y luego se deja enfriar a temperatura ambiente. Entonces se mezcla uniformemente un agente de endurecimiento epoxídico cristalino con la resina líquida y con un agente flexibilizante para proporcionar una mezcla, que se mantiene en un baño 31. La trama de refuerzo, 36a ó 36b, se sumerge en el baño 31 para humidificar la trama. Se elimina entonces la resina en exceso mediante rodillos dosificadores 32 para conseguir el contenido necesario de resina. La trama entonces puede ser alimentada, si es necesario para lograr la impregnación total, a través de un calentador y cilindros prensadores 33 con los cuales se aplica calor a una temperatura inferior al punto de fusión del agente de endurecimiento epoxídico, pero igual o superior al punto de fusión de la resina epoxídica. Puede añadirse una mezcla 35 de resina epoxídica y agente de adherencia vía laminación de una película pre-recubierta a un lado o a ambos de la trama principal, si es necesario. Entonces, la trama impregnada es enfriada por una unidad de refrigeración 34 hasta una temperatura inferior al punto de fusión de la resina epoxídica, pero preferentemente hasta una temperatura inferior a 10ºC, para que la resina epoxídica pueda recristalizarse. Luego se almacena la prepreg a una temperatura preferente de -5ºC a +10ºC durante 2 días para completar el proceso de cristalización. Una vez completamente cristalizada la resina epoxídica el sistema puede almacenarse a temperatura ambiente o por debajo del punto de fusión de la resina epoxídica. El proceso de inmersión de la resina líquida puede realizarse empleando una amplia gama de equipos bien conocidos por los especialistas en la técnica.

Se observa que, en todos los procesos descritos anteriormente, el agente de adherencia puede ser aplicado mediante aspersión sobre el sistema en línea o puede ser aplicado vía el papel de desprendimiento.

A continuación se describen unos ejemplos de la presente invención para que ésta pueda entenderse más fácilmente.

Ejemplo 1

10 gramos de DER 332, tal como lo suministra Dow Chemical, diglicidil éter de bisfenol A, que puede aparecer como resina líquida o como sólido cristalino, se calentaron a 45ºC para asegurarse de que no hubiera ninguna cristalinidad. Se dejó enfriar la resina a temperatura ambiente. Se añadió 1-(1-imidazolil)-2-hidroxioctadecano, agente de endurecimiento epoxídico, (denominado en lo que sigue Agente de Endurecimiento 1) a la resina epoxídica y se mezcló uniformemente mediante una varilla agitadora. Luego se dejó que la mezcla recristalizara a una temperatura de 5ºC durante dos días. Se pueden añadir cristales de DER 332 a la mezcla para nuclear el proceso de cristalización. Se dejó calentar entonces la resina matriz a temperatura ambiente. Al alcanzar esta temperatura se observó que se aislaba una composición sólida. Se empleó el método de calorimetría de exploración diferencial (DSC) para detectar el punto de fusión de la resina epoxídica y del agente de endurecimiento de la resina epoxídica. De esta forma se pueden comparar los puntos de fusión con las trazas separadas de DSC de los componentes puros de la composición. Se utilizó también DSC para comprobar la vida útil de la composición después de 6 meses. La duración útil de almacenaje a temperatura ambiente de la composición cristalina es de al menos cuatro meses.

Los resultados se muestran en la Tabla 1:

Muestra	Máx. Pto Fusión 1 (ºC)	Máx. Pto. Fusión 2 (ºC)
DER 332	42,1	-
Agente de Endurecimiento 1	73,8	-
DER 332+Agente de Endurecimiento 1	42,6	73,7

Los máximos de los puntos de fusión en la composición de la resina epoxídica corresponden a los máximos de los puntos de fusión de los componentes puros individuales.

Ejemplo Comparativo 1

A 10 gramos de LY1556, tal como lo suministra Vantico, un diglicidil éter de bisfenol A, que es una resina líquida no cristalizable, se añadió un gramo del Agente de Endurecimiento 1. Esta composición se mezcló uniformemente mediante una varilla agitadora. Se dejó la mezcla durante 2 días a 5ºC. Se calentó la mezcla a temperatura ambiente. La mezcla seguía encontrándose en forma líquida, la traza DSC mostró solamente el máximo del punto de fusión del agente de endurecimiento epoxídico. Se determinó que la vida útil de almacenaje a temperatura ambiente de esta composición era de cinco semanas.

Ejemplo 2

10 gramos de Rutapox 0158, tal como lo suministra Bakelite, un diglicidil éter de bisfenol F, que puede existir como resina líquida o como sólido cristalino, se calentaron a 45ºC para asegurarse de que no hubiera ninguna cristalinidad. Se dejó enfriar la resina a temperatura ambiente. Se añadió el Agente de Endurecimiento Epoxídico 1 a la resina epoxídica y se mezcló uniformemente mediante una varilla agitadora. Luego se dejó que la mezcla recristalizara a una temperatura de 5ºC durante un día. Se dejó calentar entonces la composición epoxídica a temperatura ambiente. Al alcanzar esta temperatura se observó que se aislaba una composición sólida. Se utilizó calorimetría de exploración diferencial (DSC) para detectar el punto de fusión de la resina epoxídica y del agente de endurecimiento de la resina epoxídica. Se pueden comparar entonces los puntos de fusión con las trazas separadas de DSC de los componentes puros de la composición. Se utilizó también DSC para comprobar la vida útil de la composición después de 6 meses. La duración útil de almacenaje a temperatura ambiente de la composición cristalina es de al menos cuatro meses.

Los resultados se muestran en la Tabla 2:

Muestra	Máx. Pto Fusión 1 (ºC)	Máx. Pto. Fusión 2 (ºC)
Rutapox 0158	41,5	-
Agente de Endurecimiento 1	73,8	-
Rutapox 0158+Agente de Endurecimiento 1	73,4	41,4

Ejemplo Comparativo 2

A diez gramos de GY281, tal como lo suministra Vantico, diglicidil éter de bisfenol F, resina líquida no cristalizable a temperatura ambiente, se añadió un gramo del Agente de endurecimiento 1. Esta composición se mezcló uniformemente mediante una varilla agitadora. Se dejó la mezcla durante 2 días a 5ºC. Se calentó la mezcla a temperatura ambiente. La mezcla seguía encontrándose en forma líquida, la traza DSC mostró solamente el máximo del punto de fusión del agente de endurecimiento epoxídico. Se determinó que la vida útil de almacenaje a temperatura ambiente de esta composición era de cinco semanas.

Ejemplo 3

Se calentó un kilogramo de DER 332 a 45ºC para asegurarse de que no hubiera ningún sólido cristalino. Se dejó enfriar la mezcla a temperatura ambiente. Se añadieron 100 gramos de Agente de Endurecimiento 1 y se mezclaron bien mediante un mezclador planetario. Se impregnó entonces un tejido de carbono con la composición epoxídica a un peso de resina del 35 al 40% en peso utilizando una máquina de prepreg. Se pasó el tejido impregnado por una placa refrigerante a 5ºC para iniciar la cristalización. Se cubrió la prepreg epoxídica con un envoltorio de polietileno y se enrolló. Se almacenó inmediatamente la prepreg a 5-10ºC durante dos días para asegurar una recristalización completa. La DSC mostró los máximos de los puntos de fusión tanto para DER 332 como para el Agente de Endurecimiento 1. La composición de la prepreg epoxídica tenía una duración útil de almacenaje a temperatura ambiente de seis meses.

Ejemplo 4

A cien gramos de Rutapox 0158 cristalino se añadieron diez gramos del Agente de Endurecimiento 1. Se trituró conjuntamente esta mezcla utilizando un majadero y un mortero. Se extendió uniformemente esta mezcla en un tejido de carbono a razón de 200 gm^{-2} en peso y se calentó a 45ºC para fundir el Rutapox 0158 cristalino. El contenido en resina de la prepreg se encontraba entre el 35-40% en peso. Utilizando una barra K, la mezcla de resina impregnó el tejido de carbono. Se enfrió la prepreg por debajo de 10ºC para permitir la recristalización de la resina epoxídica. El sistema tiene una duración de almacenaje superior a seis meses a temperatura ambiente.

Ejemplo 5

Se pulverizó sobre un tejido de carbono una mezcla en polvo de cien gramos de Rutapox 0158 cristalino y diez gramos del Agente de Endurecimiento 1. El contenido en resina del sistema se encontraba entre el 35 y el 40% en peso. El sistema tiene una duración de almacenaje superior a seis meses.

Se debe entender que los ejemplos descritos anteriormente son a modo de ilustración solamente. Son posibles muchas modificaciones y variaciones.

Ejemplo 6

Se preparó una prepreg cristalina como en el Ejemplo 3. Se dejó calentar la prepreg a temperatura ambiente. Se añadió a la prepreg una capa de adherencia mediante la aspersión de un adhesivo de contacto basado en agua (3M Fastbond 30) sobre ambos lados de la prepreg. Se almacenó la prepreg en un envoltorio de polietileno a temperatura ambiente durante 28 días y se controló su adherencia. La adherencia era suficiente para que las hojas de prepreg pudieran adherirse unas a otras a temperatura ambiente. Se mantuvo esta adherencia durante el período de almacenamiento de 28 días a temperatura ambiente.

Ejemplo 7

Cien gramos de Rutapox 0158, tal como lo suministra Bakelite, diglicidil éter de bisfenol F, que puede emplearse como resina líquida o sólido cristalino, se calentaron a 45ºC para asegurarse de que no hubiera ninguna cristalinidad. Se añadieron diez gramos del Agente de Endurecimiento Epoxídico 1 a la resina epoxídica y se mezcló uniformemente mediante una varilla agitadora. Se añadieron a la mezcla cinco gramos de Hycar 1300x18, caucho líquido tal como lo suministra BF Goodrich, y se mezcló uniformemente por medio de una varilla agitadora. Con la composición epoxídica se impregnó entonces un tejido de carbono, a un peso de resina de un 35-40 por ciento en peso, mediante una barra K. Se almacenó la prepreg entre papel de desprendimiento recubierto de silicona a 5-10ºC para asegurar la recristalización completa. Se dejo calentar entonces la prepreg a temperatura ambiente y ésta demostró ser flexible ya que poca o ninguna resina epoxídica se separaba del tejido.

Claims

1. Sistema de resina reforzada con fibras que comprende una trama fibrosa y una composición de resina matriz que incluye una resina epoxídica cristalina y un agente endurecedor de la resina epoxídica cristalina, en la cual dicho agente endurecedor de la resina epoxídica está sustancialmente disperso de forma uniforme en la resina epoxídica cristalina, caracterizado porque dicha resina epoxídica se selecciona de entre diglicidil éteres de bisfenol A y bisfenol F y sus derivados halogenados, tal como están representados por la fórmula general:

2

donde

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la trama fibrosa está impregnada al menos parcialmente con la composición de la resina matriz.

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de la resina matriz forma una capa que está en contacto con la trama fibrosa.

4. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de la resina matriz posee propiedades adhesivas.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición es endurecible en el rango de temperaturas de 50ºC a 200ºC.

6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque la composición es endurecible en el rango de temperaturas de 50ºC a 70ºC.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la trama fibrosa comprende una fibra orgánica.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la trama fibrosa comprende una fibra inorgánica.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona la trama fibrosa como fibras unidireccionales o como tela no tejida, como tela tejida o cualquier combinación de las mismas.

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición de la resina matriz es cargada en la trama fibrosa en cantidades dentro del rango de 30 a 3.000 gm^{-2}.

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente de endurecimiento epoxídico se selecciona de entre cualquiera de los siguientes elementos, bien solos o en combinación, imidazoles y sus sales y aductos, aminas aromáticas, aminas alifáticas, anhídridos y fenoles.

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición contiene al menos un agente flexibilizante.

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque el agente flexibilizante se selecciona de entre cualquiera de los siguientes elementos, solos o en combinación, cauchos líquidos, novolacas epoxídicas, monómeros de acrilato, monómeros de metacrilato y vinil ésteres.

14. Sistema según la reivindicación 12 o la reivindicación 13, caracterizado porque el agente flexibilizante constituye del 1% al 10% en peso de la composición.

15. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición comprende al menos un agente de adherencia no epoxídico.

16. Sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque el agente de adherencia es un adhesivo sensible a la presión seleccionado de entre los siguientes elementos, solos o en combinación, poliuretanos, acrilatos y caucho natural.

17. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición comprende una o más cargas inorgánicas.

18. Sistema según la reivindicación 17, caracterizado porque la carga inorgánica se selección de entre cualquiera de los siguientes elementos, solos o en combinación, sílice, alúmina, polvo de aluminio, dióxido de titanio, hidróxido de aluminio y talco.

19. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición comprende una malla conductora de la electricidad.

20. Proceso para fabricar un sistema que comprende la mezcla de forma sustancialmente uniforme de un agente endurecedor de resina epoxídica cristalina con una resina epoxídica cristalina para formar una resina matriz, seleccionándose dicha resina epoxídica de entre los glicidil éteres de bisfenol A y bisfenol F y sus derivados halogenados, tal como están representados por la fórmula general:

3

donde

R^{4}: es hidrógeno, halógeno o un grupo hidrocarburo de uno a seis átomos de carbono,

\quad: la fusión de la resina matriz resultante, la aplicación de la resina matriz resultante a una trama fibrosa y la recristalización de la composición de la resina matriz fundida.