[發明專利]一種碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法

在審

• 申請號: 201710323732.8
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107415275A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 程濤;徐田華
• 申請（專利權）人: 南京辰茂新材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法。

背景技術

為加強高速車輛、飛行器金屬面板夾層構件的剛度、強度，減輕重量，降低噪音，通常都要對它采用金屬或非金屬蜂窩夾層結構。紙蜂窩夾層結構雖然具有較好的曲面加工性能，但它的強度、剛度、耐熱性、隔音和阻燃性不如近年廣泛采用在飛機、高速磁懸浮列出的面板-夾心泡沫塑料。而目前普遍使用的PF、PU泡沫塑料芯材仍存在低強度、脆性的不足。隨著技術的發展，高強度、高韌性、高剛度、耐燃且可以加熱或機械加工成型的聚甲基丙烯酰亞胺(polymethacrylimide，PMI)作為夾心材料的夾層結構應運而生。

PMI泡沫塑料是一種輕質、閉孔的硬質泡沫塑料。它以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)共聚物為基體樹脂，具有良好的力學性能、熱變形溫度和化學穩定性，是高性能夾層結構復合材料的理想芯層材料。但現有技術中，對于圓桿形PMI夾層結構存在加工過程中PMI與預浸料無法加壓，層間結合力較弱，容易脫層的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法，解決預浸料及PMI之間的結合力弱的問題。

本發明的技術方案：碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法，包括如下幾個步驟：

1)制備PMI預成型體；

2)在桿件模具表面涂覆脫模劑，晾干后鋪覆碳纖維預浸料；

3)在步驟2)得到的桿件外的碳纖維預浸料表面鋪覆高能膠膜；

4)將步驟1)制備的PMI預成型體安裝至步驟3)桿件外的高能膠膜，手工壓實；

5)在步驟4)桿件外的PMI預成型體外側面鋪覆高能膠膜；

6)在步驟5)桿件外的高能膠膜外鋪覆碳纖維預浸料；

7)在步驟6)桿件外的碳纖維預浸料外纏繞BOPP熱縮膜；

8)按照預浸料的固化制度進行加熱固化后脫模、去掉BOPP膜，即得到碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿。

優選的，所述步驟1)中的PMI預成形體為兩個能夠相吻合成一個空心圓柱體的的半空心圓柱體。

優選的，PMI預成型體的制備工藝為：將PMI板放置成型模具表面，壓機加熱至180～210℃，合模，加壓至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸壓、脫模。

優選的，所述BOPP熱縮膜的膜寬度為4～10mm，重疊區域2～8mm，張力為15～30N。

優選的，所述碳纖維預浸料的厚度不大于2mm，高能膠膜的厚度為0.1～0.2mm，高能膠膜的厚度根據碳纖維預浸料的厚度而定。

有益效果：與現有技術相比，本發明選用高能膠作為碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿固化的壓力源，解決了使用PMI夾層結構制作復合材料圓桿內側預浸料無法加壓的難題。同時，高能膠與預浸料及PMI之間的結合力強，層間結合力高，不易產生分層，使用壽命長。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步地說明：

實施例1

碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法，包括如下幾個步驟；

1)制備PMI預成型體；

2)在桿件模具表面涂覆脫模劑，晾干后鋪覆碳纖維預浸料；

3)在步驟2)得到的桿件外的碳纖維預浸料表面鋪覆高能膠膜；

4)將步驟1)制備的PMI預成型體安裝至步驟3)桿件外的高能膠膜，手工壓實；

5)在步驟4)桿件外的PMI預成型體外側面鋪覆高能膠膜；碳纖維預浸料的厚度為2mm，高能膠膜的厚度為0.15mm。

6)在步驟5)桿件外的高能膠膜外鋪覆碳纖維預浸料；

7)在步驟6)桿件外的碳纖維預浸料外纏繞BOPP熱縮膜；所述BOPP熱縮膜的膜寬度為6mm，重疊區域4mm，張力為20N。

8)按照預浸料的固化制度進行加熱固化后脫模、去掉BOPP膜，即得到碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿。

步驟1)中的PMI預成形體為兩個能夠相吻合成一個空心圓柱體的的半空心圓柱體。PMI預成型體的制備工藝為：將PMI板放置成型模具表面，壓機加熱至200℃，合模，加壓至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸壓、脫模。

實施例2

碳纖維復合材料PMI夾層結構圓桿成型工藝方法，包括如下幾個步驟：

1)制備PMI預成型體；

2)在桿件模具表面涂覆脫模劑，晾干后鋪覆碳纖維預浸料；