[發(fā)明專利]大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法

有效

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• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113524718B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 高銀東;陳海昆;佘平江;郭培江;李艷陽
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

本發(fā)明公開了一種大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法，該方法包括如下步驟：1)制備預浸布：采用碳纖維布和樹脂加工制成預浸布；2)預浸布鋪層：將預浸布裁剪成設計的形狀后，在工裝內進行鋪層；3)抽真空處理：在預浸布鋪層過程中，進行間歇抽真空處理；4)模壓固化：鋪層結束后，將工裝合模放在平板硫化機中進行加壓固化；5)后處理：通過機加處理，得到大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料產品。本發(fā)明大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法可一次模壓成型，制備效率高。

技術領域

本發(fā)明涉及復合材料制備的技術領域，具體涉及一種大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法。

背景技術

隨著科技不斷發(fā)展，航天運載火箭需大幅提升運載距離，來滿足科技進步的需求。提高運載火箭的推重比、提升有效載荷和發(fā)展超大直徑發(fā)動機是提升運載技術的必由之路。其中，可通過發(fā)展新材料以代替原有航天器的金屬材料，有效地減輕航天器的結構質量，提高飛行器的有效載荷，實現(xiàn)運載距離大幅提升。

碳纖維增強樹脂基復合材料屬于先進復合材料，具有比強度高、比剛度大、抗疲勞性好、減震性好等特點。并且，通過鋪層設計實現(xiàn)材料性能局部優(yōu)化，可滿足強度、剛度和各種特殊要求，這是傳統(tǒng)的性能均一性強的金屬材料無法比擬的。

碳纖維增強樹脂基復合材料主要制備技術為抽真空-熱壓罐技術，此技術適合制備薄壁復合材料。然而，利用此技術制備大厚度復合材料，會出現(xiàn)產品內部分層、富脂、孔隙等缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術的不足，提供一種大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法，該制備方法可一次模壓成型，制備效率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料模壓制備方法，包括如下步驟：

1)制備預浸布：采用碳纖維布和樹脂加工制成預浸布；

2)預浸布鋪層：將預浸布裁剪成設計的形狀后，在工裝內進行鋪層；

3)抽真空處理：在預浸布鋪層過程中，進行間歇抽真空處理；

4)模壓固化：鋪層結束后，將工裝合模放在平板硫化機中進行加壓固化；

5)后處理：通過機加處理，得到大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料產品。

進一步地，所述步驟1)中，所述碳纖維布選自平紋布和/或單向布；所述樹脂選自環(huán)氧樹脂。

進一步地，所述步驟1)中，預浸布的樹脂含量為30％～50％。

進一步地，所述步驟2)中，采用連續(xù)包覆鋪層方式和非連續(xù)平行鋪層方式進行鋪層。

進一步地，所述連續(xù)包覆鋪層方式為上層、下層以及任一個側面由連續(xù)的預浸布鋪層，剩余部分為非連續(xù)平行鋪層；所述非連續(xù)平行鋪層方式為預浸布均為平行鋪層，且每層間預浸布不連續(xù)。

進一步地，所述步驟2)中，預浸布鋪層的厚度與大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料產品的厚度之比為1：0.8～0.9。

進一步地，所述步驟3)中，間歇抽真空處理具體為每鋪30～40層預浸布，抽一次真空。

進一步地，所述步驟3)中，間歇抽真空處理的真空壓力≤-0.09MPa，保壓30～60min。

進一步地，所述步驟4)中，加壓固化的壓力為10～15MPa，溫度為160～180℃，保溫時間為2～3h。

再進一步地，所述步驟5)中，機加處理前進行質量檢驗，產品檢驗合格后進行機加處理得到設計形狀的大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料產品。

更進一步地，大厚度碳纖維增強樹脂基復合材料的厚度為60～100mm。