[發明專利]一種溶液懸浮裝置及制備竹纖維玻璃纖維網預制體的方法

有效

• 申請號: 202110880332.3
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113580415B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張文福;施江靖;鄒艷萍;于海霞;陳紅
• 申請（專利權）人: 浙江省林業科學研究院
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16;B29B11/00;B29C70/54;B29C70/10;B29K311/14;B29K309/08
• 代理公司: 西安匯恩知識產權代理事務所(普通合伙) 61244
• 代理人: 張偉花

1.一種用溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，其特征在于，所述溶液懸浮裝置，包括上端開口的水浴裝置(1)，所述水浴裝置(1)的上端開口處活動設置有用于密封的蓋子(3)，所述水浴裝置(1)的上端開口處活動設置有漏篩，所述漏篩包括漏網(5)和與所述漏網(5)固定連接的一對提手(6)，所述水浴裝置(1)一對內壁上設置有放置所述漏網(5)的平臺(8)，所述平臺(8)配合支撐所述提手(6)，所述水浴裝置(1)的底部和一對側壁內壁上均設置有超聲波裝置(2)，所述水浴裝置(1)的底部設置有上下振動裝置(7)，所述水浴裝置(1)通過溶液輸送管(11)與溶液收集罐(10)連接，所述溶液輸送管(11)的兩端均設置有溶液輸送閥門(4)，所述水浴裝置(1)通過真空泵第一輸出管(12)與真空泵(9)連接，并且在所述真空泵第一輸出管(12)的水浴裝置端設置第一真空閥門(14)，所述真空泵(9)與所述溶液收集罐(10)通過真空泵第二輸出管(13)連接，并且在所述真空泵第二輸出管(13)的溶液收集罐端設置第二真空閥門(15)；所述漏網(5)的孔徑為0.425mm；

該方法為：

S1、竹纖維分選：去除竹原纖維中成團、未分散開的竹纖維，得到待處理竹纖維；

S2、竹纖維與玻璃纖維網的鋪裝：將4份等質量的S1中得到的待處理竹纖維與3層玻璃纖維網鋪設在溶液懸浮裝置的漏網中，相鄰層的玻璃纖維網的間距為20mm～50mm，各玻璃纖維網的四角通過線繩與所述漏網的四個側棱固定，得到待處理預制體；所述4份待處理竹纖維和3層玻璃纖維網的總質量比為10：(1～3)；

各份待處理竹纖維鋪設后依次命名為竹纖維層a、竹纖維層b、竹纖維層c和竹纖維層d；所述3層玻璃纖維網依次命名為玻璃纖維網A、玻璃纖維網B和玻璃纖維網C；

所述待處理竹纖維與玻璃纖維網的自下而上鋪設方式為：

竹纖維層a、玻璃纖維網A、竹纖維層b、玻璃纖維網B、竹纖維層c、玻璃纖維網C和竹纖維層d；

或者玻璃纖維網A、竹纖維層a、竹纖維層b、玻璃纖維網B、竹纖維層c、玻璃纖維網C和竹纖維層d；

或者玻璃纖維網A、竹纖維層a、竹纖維層b、玻璃纖維網B、竹纖維層c、竹纖維層d和玻璃纖維網C；

S3、纖維預成型體的互穿分散：將S2中鋪設有待處理預制體的漏網放置在水浴裝置(1)中，開啟真空泵(9)，在真空度為0.01MPa的條件下，將溶液收集罐(10)中的堿溶液注入至水浴裝置(1)中浸沒所述待處理預制體的漏網，關閉真空泵(9)，同時開啟超聲波裝置(2)和上下振動裝置(7)處理20min，得到纖維預成型體；

S4、纖維預成型體的表面預處理：將所述待處理預制體在所述堿溶液中繼續浸泡處理40min后，剪斷所述待處理預制體中玻璃纖維網與漏網間連接的線繩，得到表面處理后的纖維預成型體；

S5、纖維預成型體負壓抽濾成型：在真空度為0.02MPa、真空壓力為-0.02MPa的條件下，開啟真空泵(9)吸出水浴裝置(1)中的堿溶液，并保持抽真空20min，S4中得到的表面處理后的纖維預成型體取出后，在室溫的條件下自然干燥12h，然后在溫度為50℃的條件下干燥24h，再在溫度為103℃的條件下干燥40min，得到VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體。

2.根據權利要求1所述的一種用溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，其特征在于，S1中所述待處理竹纖維的長度為1.94cm～6.02cm、直徑為0.10mm～1.17mm、平均長徑比為93～102。

3.根據權利要求1所述的一種用溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，其特征在于，S2中所述4份待處理竹纖維和3層玻璃纖維網的總質量比為10：2。

4.根據權利要求1所述的一種用溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，其特征在于，S2中所述玻璃纖維網的網格規格為4mm×4mm，克重為170g/m²。

5.根據權利要求3所述的一種用溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，其特征在于，S3～S5中所述堿溶液的質量分數為2％～10％。