[發明專利]一種纖維增強復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110392708.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113291014B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉俊寧;呂玥曦
• 申請（專利權）人: 山東醫學高等專科學校
• 主分類號: B32B27/32
• 分類號: B32B27/32
• 代理公司: 山東辰華知識產權代理有限公司 37336
• 代理人: 霍英霞

1.一種纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于，所述纖維增強復合材料包括依次連接的抗磨阻燃層，結構層和減震層，其中抗磨阻燃層的組分包括熱塑性樹脂基體、阻燃劑和陶瓷強化材料；結構層為纖維增強熱固性樹脂層，采用纖維進行三維立體編織形成待浸體，然后對待浸體采用熱固性樹脂膠液進行浸漬和固化后得到；減震層為熱塑性橡膠，組分至少包括聚酰胺50-55份，熱塑性丁基橡膠42-48份，硬脂酸3-5份，秋蘭姆促進劑2-4份，4010NA防老劑2-3份；結構層和減震層之間通過互鎖部連接；

制備方法為：

（1）抗磨阻燃層的制備：首先按照樹脂基體：阻燃劑：陶瓷強化材料=100:15:20的重量份數分別配置原料，混合、加熱熔融、攪拌，使之形成物理共混狀態，隨后擠出造粒得到母料；隨后在注塑機中合模，將母料熔融后注入模具中使之成型；

（2）結構層的制備：

采用增強纖維，利用三維立體編織方法編織待浸體，互鎖部的纖維編織密度為主體部位纖維編織密度的4~6倍；

隨后將制得的待浸體放入制備機構中，制備機構包括上模板和下模板，上下模板通過導柱和導柱套連接固定，上模驅動電機設于上模板上方，上模板通過上模固定板連接上模，下模板通過下模固定板連接下模，上模上部設有排氣道，排氣道設于結構層浸漬空間的最高處，并且斜著通到上模外側，下模上設有用以定位的臺階部，同時模具內還設有模具加熱裝置；

將待浸體放入下模中，使結構層下部進入下模上定位部分的臺階部，實現定位；啟動上模驅動機構，使上模板帶動上模下降并實現合模，啟動模具加熱裝置將模具加熱到樹脂固化溫度；啟動氣泵，驅動樹脂從進液通道進入，并逐步對其中的待浸體進行浸漬；該浸漬過程中，逐步增加氣泵的壓力，以使得樹脂液面能逐步上升，同時浸漬空間內的氣體從上模上部的排氣道逐步排出；

采用變速增壓的方式，在浸漬帶有互鎖部的部位時，采用相對較小的增壓速度P₁，在沒有互鎖部的部分進行浸漬時，采用相對較大的增壓速度P₂，P₁采用1.8kPa/s的增壓速度，P₂的確定方法采用的關系確定，L₁為互鎖部的纖維編織密度，L₂為主體的纖維編織密度；浸漬完成后，繼續維持模具的加熱狀態使樹脂固化后開模將結構層取出；

（3）減震層的制備：首先將聚酰胺和熱塑性丁基橡膠、防老劑、硬脂酸投料混煉排膠，冷卻后加入促進劑混煉排膠，放置一定時間備用；

（4）整體模壓成型，在熱壓機中依次鋪設制備得到的抗磨阻燃層、結構層和減震層，使熱壓機上下加熱模板加壓并同時加熱，完成材料的整體成型。

2.根據權利要求1所述的一種纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）所用的樹脂基體為聚丁乙烯樹脂。

3.根據權利要求2所述的一種纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）所用的阻燃劑采用硼酸鋅、氫氧化鋁或其混合物。

4.根據權利要求3所述的一種纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于，步驟（1）所用的陶瓷強化材料為氧化鋁粉。

5.根據權利要求4所述的一種纖維增強復合材料的制備方法，其特征在于，互鎖部的纖維編織密度為40~80根/cm²。