[發明專利]一種復合材料型材的先進拉擠成型方法及其成型裝置

在審

• 申請號: 201710890659.2
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109551787A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 洛陽尖端技術研究院;洛陽尖端裝備技術有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

本發明提供了一種復合材料型材的先進拉擠成型方法，通過對預浸料依次進行預加熱、預固化、固化和后固化處理來制備復合材料型材，通過在預浸料的固化步驟前增設預加熱和預固化步驟，使得預浸料在固化之前就具有一定的溫度和粘度，避免了快速升溫和加壓所造成的預浸料大量流失的現象，使得制備的型材具有均勻的樹脂含量，同時減少了步進紋和表面褶皺的產生，從而提高復合材料型材的表面質量，進而提升性能。本發明還提供了一種用于復合材料型材的先進拉擠成型方法的成型裝置。本發明所制備的復合材料型材可應用于航空航天、新能源發電、國防建設等高科技領域，同樣也可應用于交通建筑業，汽車車身、輪轂等各個方面。

技術領域

本發明涉及成型技術領域，具體而言，一種復合材料型材的先進拉擠成型方法及其成型裝置。

背景技術

拉擠工藝是一種連續生產復合材料型材的方法，它是將諸如無捻玻璃纖維粗紗的連續增強材料在外力的牽引下進行浸漬，然后通過成型模具，使其在模內固化成型，并連續出模，由此形成型材制品的一種生產工藝。利用拉擠工藝生產的產品的拉伸強度高，而且其表面的富樹脂層又使其具有良好的防腐性，故可以廣泛地應用在具有腐蝕性的環境中。

目前，國內引進的先進拉擠成型工藝(Advanced pultrusion，簡稱ADP)采用直接熱壓成型，即預浸料由室溫狀態直接進入熱壓模具(熱壓模具保持恒定溫度)中并快速升溫至固化溫度，但是這種方式會導致樹脂不均勻流失，從而使得在溫度壓力作用下得到的最終制件存在樹脂含量與厚度分布不均勻、纖維畸變、表面褶皺和步進紋等缺陷，這些缺陷的存在不僅使制件性能和表面質量下降，而且使材料的性能不能充分發揮，進而拉低了ADP制件的性能優勢。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明研究了復合材料型材的先進拉擠成型方法及其成型裝置，以提高型材的表面質量并增強其力學性能。

本發明提供的復合材料型材的先進拉擠成型方法，包括：對預浸料依次進行預加熱、預固化、固化和后固化處理步驟來制備復合材料型材。

在上述先進拉擠成型方法中，所述預加熱包括：利用牽引裝置將放料裝置中的預浸料牽出至預加熱裝置中的金屬預成型模具中，并且利用所述金屬預成型模具中的電加熱棒對所述預浸料進行所述預加熱，其中，所述金屬預成型模具中均鋪覆有脫膜材料。

在上述先進拉擠成型方法中，所述預加熱的加熱溫度為80～90℃，時間為75～85min。

在上述先進拉擠成型方法中，所述預固化包括：利用牽引裝置將經過所述預加熱后得到的預浸料鋪層牽出至預固化裝置的上下成型模具中，并且在所述上下成型模具中對所述預浸料鋪層進行所述預固化，其中，所述上下成型模具中鋪覆有脫膜材料。

在上述先進拉擠成型方法中，所述預固化的加熱溫度為100～120℃，時間為10～20min，壓力為0.2～0.4MPa。

在上述先進拉擠成型方法中，所述固化包括：利用牽引裝置將經過所述預固化后得到的預浸料鋪層牽出至固化裝置的上下成型模具中，并且在所述上下成型模具中對所述預浸料鋪層進行所述固化，其中，所述上下成型模具中鋪覆有脫膜材料。

在上述先進拉擠成型方法中，所述固化的加熱溫度為120～140℃，時間為15～25min，壓力為0.6～1.0MPa。

在上述先進拉擠成型方法中，所述后固化包括：利用牽引裝置將經過所述固化后得到的預浸料鋪層牽出至后固化裝置的中空模具中，并且采用空氣加熱的方式對所述預浸料鋪層進行所述后固化，制得所述復合材料型材，其中，所述中空模具中鋪覆有脫膜材料。

在上述先進拉擠成型方法中，所述后固化的加熱溫度為150～170℃，時間為10～20min。

在上述先進拉擠成型方法中，所述預浸料為環氧樹脂基預浸料、酚醛樹脂基預浸料、聚酰胺樹脂基預浸料、聚醚樹脂基預浸料的一種或多種的組合。