[發明專利]一種碳纖維展寬布熱固性樹脂基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910135693.8
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109866437B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 孔令美;王小兵;齊燕燕;薛亞娟;鄭威;王寶春;徐洪敏;王炤亮;高泉喜
• 申請（專利權）人: 山東非金屬材料研究所
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;C08J5/24;C08K7/14
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

本發明屬于復合材料成型技術領域。采用薄膜復合技術，保持纖維狀態，以透氣不透膠的半透膜為載體制備膠膜與預浸料，利用篩網涂敷工藝控制膠膜均勻性，采用透氣透膠脫模布與透氣氈的組合脫模結構，實現坯料內過量膠液及溶劑氣體的有效排放。本發明涉及的碳纖維展寬布熱固性樹脂基復合材料的制備方法，包括預浸料制備、鋪層和熱壓成型，在匹配篩網的透氣不透膠半透膜表面涂刮膠液制備膠膜；碳纖維展寬布平整鋪覆在膠膜表面，按常規工藝熱壓成型。該方法制備的碳纖維展寬布層壓復合材料樹脂分布均勻，纖維狀態保持性好，強度轉化率高，操作簡單、易控制。適用于熱固性樹脂基復合材料制備，特別適用于大面積制品的加工，和機械化連續預浸料制備。

技術領域

本發明屬于復合材料成型技術領域,涉及織物增強復合材料層壓技術，特別涉及碳纖維展寬布增強樹脂基復合材料的成型技術。

背景技術

碳纖維的軸向強度和模量高，其楊氏模量是傳統玻璃纖維(GF)的3倍多，是芳綸纖維(KF-49)的2倍左右，碳纖維復合材料具有優異的綜合力學性能：比強度（強度與密度之比）、比模量（模量與密度之比）和比吸能高（有效破壞長度內單位質量吸收的能量），在等剛度或等強度設計原則下，碳纖維復合材料結構件比低碳鋼結構件減重50%以上，比鎂鋁合金結構件減重達30%，同時可減少接近70%裝配零件數量，碳纖維表面光滑、單絲直徑小，對樹脂的浸潤性差，因此，復合材料成型技術成為制約其性能有效發揮的關鍵因素。

碳纖維展寬布是近年發展的一種新型織物形式，相比傳統碳纖維布,特定體積內碳纖維密度高；纖維伸展狀態更好，單絲平行度和密度分布均勻,增強碳纖維復合材料的拉伸強力；織物輕薄、扁平，可顯著提高復合材料中纖維的體積含量，從而提高產品的斷裂強度，相比傳統碳纖維復合材料，力學性能可提高15%左右。

也正是由于碳纖維展寬布具有更輕、更薄、單絲排列規整性好的特點，碳纖維展寬布更易變形、多層疊層密實，樹脂難以浸潤，致使其增強樹脂基復合材料的成型工藝性差。

真空輔助灌注成型是復合材料制品的常用成型工藝，但對于排列規則和緊密的碳纖維展寬布來說，由于布層之間壓實緊密,樹脂膠液難以有效浸潤，灌注效率極低，浸漬效果也不好，難以有效成型大尺寸及高厚度的碳纖維展寬布增強的樹脂基復合材料。

在手糊和常規模壓工藝，樹脂浸漬過程易造成紗束結構變形和纖維損傷，不能保證纖維性能的有效發揮。

碳纖維展寬布作為一種新的織物形式，其增強樹脂基復合材料的制備方法未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳纖維展寬布增強熱固性樹脂基復合材料的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，采用薄膜復合技術，保持纖維狀態，以透氣不透膠的半透膜為載體制備膠膜與預浸料，利用篩網涂敷工藝控制膠膜均勻性，采用透氣透膠脫模布與透氣氈的組合脫模結構，實現坯料內過量膠液及溶劑氣體的有效排放。

本發明涉及的碳纖維展寬布熱固性樹脂基復合材料的制備方法，包括預浸料制備、鋪層和熱壓成型，其特征在于：

預浸料制備：在匹配篩網的透氣不透膠半透膜表面涂刮膠液，取下篩網，得到膠膜；碳纖維展寬布平整鋪覆在膠膜表面，得到表面帶有半透膜的碳纖維展寬布表面敷膠膜預浸料；

鋪層：揭除半透膜，順序鋪層；

熱壓成型：在模具和鋪層間依次設置透氣氈和透氣透膠脫模布。

本發明涉及的碳纖維展寬布熱固性樹脂基復合材料的制備方法，包括預浸料制備、鋪層和熱壓成型，其特征在于：展寬布兩面覆膠膜，制備雙面帶有半透膜的碳纖維展寬布雙面敷膠膜預浸料。

本發明涉及的碳纖維展寬布熱固性樹脂基復合材料的制備方法，包括預浸料制備、鋪層和熱壓成型，其特征在于：成型壓力不大于0.5MPa。