[發(fā)明專利]一種高性能復(fù)合材料片材的快速制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711340221.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN108943772A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李嘉;張寶艷;石峰暉;杜宇;閆鴻琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B29C70/50
• 分類號(hào): B29C70/50;B29C70/54;B29L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高性能復(fù)合材料片材的快速制備方法。包括以下步驟：采用膠膜機(jī)制備快速固化樹脂高精度膠膜，使用增強(qiáng)材料以及上下兩層樹脂膠膜通過預(yù)浸機(jī)復(fù)合固化成型；在復(fù)合材料片材固化牽引后端加入切割裝置，將片材切割成所需寬度，對(duì)片材進(jìn)行收卷。本方法具備樹脂含量高精度可控，并滿足片材快速制備的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)加工領(lǐng)域，具體地說是一種高性能復(fù)合材料片材的快速制備方法。

背景技術(shù)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)以及耐腐蝕等優(yōu)異特點(diǎn)已經(jīng)在航空航天及土木建筑等領(lǐng)域大量應(yīng)用。復(fù)合材料片材作為復(fù)合材料型材中的重要組成部分，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于橋梁加固、建筑修補(bǔ)、夾芯結(jié)構(gòu)面板、表面裝飾及刮板等諸多領(lǐng)域。

熱壓罐成型方法是高性能復(fù)合材料片材成型的主要方法之一，但熱壓罐投資成本大，能耗高，不利于復(fù)合材料片材的低成本化發(fā)展。目前，低成本復(fù)合材料片材的主要生產(chǎn)工藝方法包括拉擠成型工藝及模壓成型工藝，拉擠成型工藝多用于單向纖維型材的連續(xù)制造，型材尺寸受模具影響，同時(shí)要求樹脂具備快速固化的特點(diǎn)；模壓成型工藝多使用預(yù)浸料按既定鋪層進(jìn)行壓制，片材尺寸受模壓模具限制，成型時(shí)間受樹脂固化時(shí)間限制，同時(shí)需要使用中間材料預(yù)浸料，成本升高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是解決以上技術(shù)中存在的問題，并為此提供一種高性能復(fù)合材料片材的快速制備方法。該方法可實(shí)現(xiàn)樹脂在預(yù)浸機(jī)運(yùn)行過程中的固化，獲取尺寸穩(wěn)定的高性能復(fù)合材料片材。實(shí)現(xiàn)片材尺寸穩(wěn)定性可控、連續(xù)化生產(chǎn)及多樣化制備的需求，滿足復(fù)合材料片材連續(xù)化生產(chǎn)的需求。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明一種高性能復(fù)合材料片材的快速制備方法，包括以下步驟：

（1）采用膠膜機(jī)制備快速固化樹脂高精度膠膜，膠膜面密度控制在（30~120）±2g/m²，膠膜制備溫度為65~75℃，膠膜涂敷在聚四氟乙烯膜上，覆膜使用PE珠光膜，膠膜制備速度8~15m/min；

（2）使用增強(qiáng)材料以及上下兩層樹脂膠膜通過預(yù)浸機(jī)復(fù)合固化成型；

（3）在復(fù)合材料片材固化牽引后端加入切割裝置，將片材切割成所需寬度，對(duì)片材進(jìn)行收卷。

作為優(yōu)選，所述步驟（2）中，控制第一對(duì)熱輥溫度低于樹脂固化溫度20℃，僅施加重力，不加壓，第一熱板溫度設(shè)定為比樹脂固化溫度低20℃，第二對(duì)熱輥溫度設(shè)置溫度為樹脂固化溫度，加壓1~2MPa，第二熱板、第三熱板及第三、第四對(duì)熱輥溫度設(shè)定為樹脂固化溫度，第三對(duì)熱輥加壓1~2MPa，制備速度0.5~2.5m/min。

作為表面膜的聚四氟乙烯膜在固化后直接揭除。

作為優(yōu)選，所述增強(qiáng)材料選自纖維、纖維織物或纖維氈的一種或多種，片材厚度可在0.03~3mm間可調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選，所述纖維選自玻璃纖維、碳纖維或玄武巖纖維，所述纖維織物選自玻璃纖維織物、碳纖維織物或石英纖維織物，所述纖維氈選自碳纖維氈或玻璃纖維氈。

上述方案中，使用聚四氟乙烯膜代替離型紙作為材料的表面膜，在固化后，直接揭除薄膜，使用薄膜可解決離型紙?jiān)诓牧瞎袒鬅o法脫模的問題，同時(shí)可有效保證復(fù)合材料片材表面光潔度。

本發(fā)明中設(shè)計(jì)的膠膜機(jī)及預(yù)浸機(jī)為預(yù)浸料的生產(chǎn)設(shè)備。預(yù)浸料作為一種復(fù)合材料重要的前驅(qū)體，使用高精度膠膜與纖維及織物復(fù)合，具備樹脂含量高精度可控、纖維準(zhǔn)直度面密度可調(diào)節(jié)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可以有效保證材料性能的充分利用。預(yù)浸機(jī)及配套膠膜機(jī)作為預(yù)浸料的生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)已相對(duì)成熟，已被廣泛用于生產(chǎn)纖維及織物預(yù)浸料。同時(shí)，中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司配套研發(fā)了適用于預(yù)浸料制備的ACTECH1201快速固化樹脂體系，該體系可在130℃下15min或者150℃下5min快速固化，滿足片材快速制備的要求。

具體實(shí)施方式