[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

本發明提供了一種溶液懸浮裝置，包括水浴裝置、蓋子和漏篩，水浴裝置內設置有超聲波裝置和上下振動裝置，水浴裝置分別與溶液收集罐、真空泵連接，真空泵與溶液收集罐連接，還提供了制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，竹纖維分選后，將竹纖維與玻璃纖維網分層鋪裝，在溶液懸浮裝置中開啟超聲波裝置和上下振動裝置，使纖維預成型體的互穿分散，堿溶液表面處理后，負壓抽濾成型，干燥后得到VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體。本發明方法實現了竹纖維均勻分散，提高竹纖維與玻璃纖維結合的同時又實現了竹纖維表面處理，預處理溶液循環利用，提高竹纖維復合材料應用領域。

技術領域

本發明屬于竹材加工技術領域，具體涉及一種溶液懸浮裝置及制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法。

背景技術

目前，以碳纖維、玻璃纖維為代表的高性能纖維在航空航天、交通和風電等領域得到了廣泛的運用，然而人造纖維材料對于石油能源的消耗和對環境的污染，致使人們在一些應用領域開始使用綠色環保的植物纖維代替人造纖維來作為纖維復合材料的增強相。素有“天然玻璃纖維”之稱的竹纖維以其強度高、剛度高、成本低等特點成為了植物纖維增強復合材料的首選。

VARTM(真空輔助樹脂傳遞模塑成型)作為新興復合材料成型技術，因操作簡單便捷、模具可設計、制品質量優異、產品尺寸不受限制等諸多優點成為了纖維復合材料成型工藝發展的主要方向。然而VARTM制備纖維復合材料的一個關鍵步驟是纖維預制體的制備，目前纖維預制體制備常采用手工鋪裝、針刺工藝、紡織工藝等方法制備，手工鋪裝方便快捷，但往往會因為操作人員技術與熟練度導致纖維無法均勻分散；針刺工藝和紡織工藝都屬于物理機械加工，兩者雖能制備出的尺寸穩定性良好的纖維預制體，但是機械加工容易對植物纖維造成一定程度的損失，從而使纖維復合材料強度下降，使用壽命降低，并且工藝復雜提高了植物纖維復合材料生產成本。

植物纖維相較人造纖維雖然綠色環保、資源豐富，但是VARTM制備纖維復合材料單純使用植物纖維作為增強相，往往無法滿足一些應用領域的高性能的需求。所以需要將植物纖維應用在復合材料應用中，如何提高復合材料的竹纖維中的分層問題是影響復合材料性能的一大重要因素，所以要提高復合材料的增強相的結合。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種溶液懸浮裝置及制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，該方法實現了竹纖維均勻分散，提高竹纖維與玻璃纖維結合的同時又實現了竹纖維表面處理，預處理溶液循環利用，簡化VARTM制備纖維復合材料過程中的工藝步驟，提高竹纖維復合材料應用領域。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種溶液懸浮裝置，包括上端開口的水浴裝置，所述水浴裝置的上端開口處活動設置有用于密封的蓋子，所述水浴裝置的上端開口處活動設置有漏篩，所述漏篩包括漏網和與所述漏網固定連接的一對提手，所述水浴裝置一對內壁上設置有放置所述漏網的平臺，所述平臺配合支撐所述提手，所述水浴裝置的底部和一對側壁內壁上均設置有超聲波裝置，所述水浴裝置的底部設置有上下振動裝置，所述水浴裝置通過溶液輸送管與溶液收集罐連接，所述溶液輸送管的兩端均設置有溶液輸送閥門，所述水浴裝置通過真空泵第一輸出管與真空泵連接，并且在所述真空泵第一輸出管的水浴裝置端設置第一真空閥門，所述真空泵與所述溶液收集罐通過真空泵第二輸出管連接，并且在所述真空泵第二輸出管的溶液收集罐端設置第二真空閥門。

優選地，所述漏網的孔徑為0.425mm。

本發明還提供了用上述的溶液懸浮裝置制備VARTM成型復合材料用竹纖維玻璃纖維網預制體的方法，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；