[發明專利]一種超薄預浸料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710130226.7
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106903909B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 梁樂家;王金厚;楊薇薇
• 申請（專利權）人: 天津昂林貿烽高新材料有限公司
• 主分類號: B29C70/50
• 分類號: B29C70/50
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 李冬梅;苗源

本發明提供了一種超薄預浸料的制備方法，包括纖維層制備、樹脂層制備以及超薄預浸料制備等步驟，該制備方法對每個步驟的工藝控制進行研究，可制得高質量較大尺寸的超薄預浸料，并且制得的預浸料外觀質量佳，性能優異，生產成本低等特點。本發明還提供了一種使用上述制備方法制得的超薄預浸料，使用該超薄預浸料制得的復合材料層合板力學性能佳。

技術領域

本發明涉及預浸料領域，尤其涉及一種超薄預浸料及其制備方法。

背景技術

層合復合材料是應用最為廣泛的復合材料結構形式之一，層合復合材料的制備方法，通常是先制備單向或織物纖維預浸料，然后按照一定的鋪層方式和鋪層角度將預浸料堆砌成層合復合材料。層合復合材料及其結構的性能是可以通過鋪層方式和鋪層角設計而改變的，但常規的纖維預浸料厚度通常為0.125～0.25mm，在設計一些復合材料結構特別是薄壁復合材料結構時，導致允許使用的鋪層數量受到限制，從而大大降低了其設計空間，難以滿足復合材料結構各方向的承載要求。

因此，薄層化工藝大大擴展了復合材料結構設計時的“空間”和“自由度”，減薄了單向纖維預浸料厚度，便于在規定的結構厚度下增加鋪層層數，達到采用不同鋪層角度實現結構各向承載要求。并且，層間界面的增加使得材料內部微裂紋擴展和分層損傷得到有效抑制，有效消除常規預浸料鋪層中的纖維微曲，提高復合材料各項性能。

超薄預浸料一般是指纖維面密度不超過40g/m²，厚度不超過0.04mm的預浸料，該預浸料能夠增強復合材料鋪層方向的可設計性，在高端復合材料領域有重要意義。但超薄預浸料的制備一直是預浸料領域的重點與難點，其制備存在下述技術問題：第一，較大尺寸的超薄預浸料拼接縫較多，外觀缺陷大，合格率低；第二，超薄預浸料的纖維層常采用小絲束纖維進行擴展，擴展倍率低，生產成本高，生產效率低；第三，高質量超薄預浸料的制備難度大，復合材料力學性能較低。

發明內容

本發明旨在解決上面描述的問題。本發明的目的是提供一種超薄預浸料的制備方法及其制得的超薄預浸料，該制備方法包括纖維層的制備、樹脂層的制備以及超薄預浸料的制備三個步驟，并對每個步驟的工藝控制進行研究，可制得高質量較大尺寸的超薄預浸料，并且制得的預浸料外觀質量佳，生產成本低，使用其制得的復合材料力學性能佳。

本發明提供一種超薄預浸料的制備方法，所述制備方法包括下述步驟：

1S纖維層制備：將N個紗筒固定在紗架上，絲束依次經過放紗裝置、展紗裝置、干燥裝置和收卷裝置，最終將N錠絲束所含的纖維絲展寬為預定幅寬的纖維層，其中，N為整數，并且2＜N≤25，纖維層制備速度為5～7m/min；

2S樹脂層制備：將樹脂加熱熔膠后，使用涂膠機將膠狀樹脂均勻涂布在離型紙上，制得樹脂層，其中，涂布溫度控制為60～90℃，涂布速率控制為5～20m/min；

3S超薄預浸料制備：取兩組步驟2S制得的樹脂層分設在纖維層上下方，將其穿過加熱輥壓裝置的間隙，使兩層樹脂層浸潤至纖維層中制得超薄預浸料，其中，控制輥壓溫度為55～110℃，控制加熱輥壓裝置的間隙為5～75μm，預浸料的制備速率控制為4～7m/min。

其中，所述步驟1S中，N錠絲束展寬方式為合并展寬，其中，所述展紗裝置為超聲波展紗裝置，其中，超聲波發生器的頻率為30～315MHz，超聲波槽內介質包括水。

其中，所述步驟2S中，涂膠機涂膠部分包括膠輪、固定輪和調整輪，涂布溫度控制為70～80℃，涂布速率控制為10～15m/min，固定輪速比控制為80～100％，調整輪速比控制為60～90％。

其中，所述步驟3S中，所述樹脂層的面密度控制為7.5～20g/m²。

其中，所述步驟3S中，所述樹脂層的面密度控制為8.2～12.2g/m²。