[發(fā)明專(zhuān)利]一種低孔隙率的碳纖維MA-BOZ復(fù)合材料的RTM成型工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711146168.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108127935A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 籍瑞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 籍瑞
• 主分類(lèi)號(hào): B29C70/36
• 分類(lèi)號(hào): B29C70/36;B29C70/54
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

一種低孔隙率的碳纖維MA?BOZ復(fù)合材料的RTM成型工藝，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，現(xiàn)有復(fù)合材料制備過(guò)程中孔隙率的減小困難的問(wèn)題，清洗模具，涂抹脫模劑；將碳纖維鋪設(shè)在模具中，合模；將樹(shù)脂在110℃?115℃的真空干燥箱烘箱內(nèi)加熱熔融，并抽真空去除樹(shù)脂中的溶劑；將樹(shù)脂注入注膠罐內(nèi)，再將模具預(yù)熱，模具系統(tǒng)抽真空脫除氣泡，打開(kāi)進(jìn)樹(shù)脂管路閥門(mén)，進(jìn)行RTM真空灌注，灌注完畢后將模具放入烘箱按照130℃/2h+140℃/4h+160℃/2h+180℃/2h+220℃/2h+250℃/2h的階梯升溫程序進(jìn)行固化操作，后隨烘箱降至室溫脫模。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，制作的復(fù)合材料孔隙率低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低孔隙率的碳纖維MA-BOZ復(fù)合材料的RTM成型工藝。

背景技術(shù)

碳纖維由于既具有炭素材料的固有特性，又具有金屬材料的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性，陶瓷材料的耐熱和耐蝕性，紡織纖維的柔軟可編織性，以及高分子材料的輕質(zhì)、易加工等性能而受到普遍的關(guān)注。

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在成型過(guò)程中都會(huì)不可避免地產(chǎn)生孔隙，孔隙的存在對(duì)材料性能特別是力學(xué)性能的影響非常大。孔隙率是表征復(fù)合材料浸潤(rùn)效果和質(zhì)量的重要參數(shù)，孔隙率越低，制品的性能越好。孔隙作為復(fù)合材料中的一種缺陷，主要取決于制造方法和固化方法，在制備的過(guò)程中應(yīng)盡量減小。對(duì)于RTM工藝，影響孔隙率的因素是多方面的，如原料的性質(zhì)、織物的結(jié)構(gòu)形式、模具的結(jié)構(gòu)形式、真空吸注溫度、真空壓力、真空條件等，有時(shí)又是多種因素的綜合作用。以酚醛樹(shù)脂為基體的復(fù)合材料，樹(shù)脂中的溶劑和固化過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)將是制品孔隙的重要來(lái)源，為降低孔隙，一般采取的措施是在真空灌注過(guò)程中及灌注后抽真空并延長(zhǎng)低溫固化時(shí)間使樹(shù)脂緩慢固化，盡可能將揮發(fā)物質(zhì)排出，但揮發(fā)物對(duì)孔隙的影響是無(wú)法避免的，因此對(duì)復(fù)合材料孔隙率的表征就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有復(fù)合材料制備過(guò)程中孔隙率的減小困難的問(wèn)題，提供一種低孔隙率的碳纖維MA-BOZ復(fù)合材料的RTM成型工藝。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種低孔隙率的碳纖維MA-BOZ復(fù)合材料的RTM成型工藝，包括如下步驟：

第一步，準(zhǔn)備模具，將模具拆卸，用清洗劑清洗模具，在模具和螺栓上均勻涂抹脫模劑；

第二步，將占復(fù)合材料的體積分?jǐn)?shù)為40-60%的碳纖維鋪設(shè)在模具中，纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，合模，用螺栓緊固；

第三步，樹(shù)脂的準(zhǔn)備，將樹(shù)脂在110℃-115℃的真空干燥箱烘箱內(nèi)加熱熔融，并抽真空1-2h去除樹(shù)脂中的溶劑；

第四步，將第三步所得樹(shù)脂注入注膠罐內(nèi)，用樹(shù)脂管將注膠罐、模具、回收樹(shù)脂桶及真空泵依次連接，并檢查模具系統(tǒng)氣密性；

第五步，再將模具預(yù)熱到110-120℃，關(guān)閉進(jìn)樹(shù)脂口閥門(mén)，模具系統(tǒng)抽真空脫除氣泡10min~30min后，打開(kāi)進(jìn)樹(shù)脂管路閥門(mén)，進(jìn)行RTM真空灌注，灌注壓力為0.06-0.95MPa；

第六步，灌注完畢后將模具放入烘箱按照130℃/2h+140℃/4h+160℃/2h+180℃/2h+220℃/2h+250℃/2h的階梯升溫程序進(jìn)行固化操作，后隨烘箱降至室溫脫模。

所述清洗劑為丙酮、無(wú)水乙醇或異丙醇中的任意一種。

所述樹(shù)脂為乙烯基酯樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂中的任意一種。

所述樹(shù)脂的黏度為0.1~1.0Pa·s。

所述樹(shù)脂的黏度為0.12~0.5 Pa·s。

真空壓力是樹(shù)脂流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，直接影響著樹(shù)脂的流動(dòng)速度，而樹(shù)脂的流動(dòng)速度又影響著樹(shù)脂對(duì)纖維的浸潤(rùn)效果和氣泡的排出，因此，真空壓力是影響孔隙率的重要工藝參數(shù)之一。