[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料格柵制品及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111345016.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113787735B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張薇;宋寒;劉建葉;陳陽(yáng);陳娜;邢寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/30
• 分類號(hào): B29C70/30;B29C70/54;B29B15/12
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 徐穎超

本發(fā)明提供一種復(fù)合材料格柵制品及其制備方法，制備方法包括如下步驟：S1、將高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維制成短切纖維并混合，然后與樹(shù)脂材料進(jìn)行混合，得到預(yù)混料；S2.將高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維混合，并浸漬樹(shù)脂材料，然后裁剪成需要長(zhǎng)度的纖維，得到預(yù)浸料；S3.安裝模具，根據(jù)鋪料設(shè)計(jì)在模具中裝填步驟S1的預(yù)混料和步驟S2的預(yù)浸料；S4.對(duì)步驟S3中的材料進(jìn)行固化成型，得到復(fù)合材料格柵制品。本發(fā)明的復(fù)合材料格柵制品及其制備方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合材料格柵制品成型方法得到的制品承載強(qiáng)度、均勻性較差、耐熱性能不佳的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料格柵制品及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，復(fù)合材料格柵制品成型方法得到的產(chǎn)品耐熱性能差、強(qiáng)度較低、致密度較低、均勻性較差。例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN10508255A中公開(kāi)了一種格柵的制造方法，先在模具內(nèi)鋪設(shè)纖維預(yù)浸料，再向模具形成的密閉空間內(nèi)注入樹(shù)脂，在模具內(nèi)進(jìn)行固化，最后脫模。注入樹(shù)脂以及樹(shù)脂固化過(guò)程中，樹(shù)脂因自身重力因素在模具內(nèi)的分布并不均勻，有些位置甚至還與模具存在間隙，且注入樹(shù)脂使得到的產(chǎn)品致密度較低。因此，當(dāng)需要成型承載強(qiáng)度、均勻性要求更高的格柵制品時(shí)，往往不能滿足要求。

首先，對(duì)于復(fù)合材料格柵制品的強(qiáng)度性能，預(yù)混料主要采用短切纖維與樹(shù)脂及溶劑混合制成，由于短纖維是呈無(wú)緒狀態(tài)，各個(gè)方面都有纖維存在，強(qiáng)度相對(duì)均勻，但是纖維長(zhǎng)度較短，本身增強(qiáng)作用有限，受力嚴(yán)重部位在使用過(guò)程中只采用短纖維增強(qiáng)不能滿足承載的要求，單純的用短纖維增強(qiáng)做成鏤空結(jié)構(gòu)，其承載強(qiáng)度較低，制品易破壞；預(yù)浸料是由長(zhǎng)纖維與樹(shù)脂及溶劑混合制成，纖維較長(zhǎng)保證纖維強(qiáng)度的連續(xù)性，強(qiáng)度較高，但是由于格柵狀產(chǎn)品的形狀限制，完全采用預(yù)浸料，其成型性較差極易出現(xiàn)缺料的現(xiàn)象，局部強(qiáng)度低，另外，纖維只在其連續(xù)方向強(qiáng)度高，層間只靠樹(shù)脂連接，強(qiáng)度較低，單純的使用預(yù)浸料也很難滿足要求。

其次，纖維的種類對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度性能、耐熱性能也有重要影響。高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維比較，高強(qiáng)纖維中二氧化硅含量在75%左右，而耐燒蝕纖維中二氧化硅含量在96%以上，耐燒蝕纖維的耐熱性優(yōu)于高強(qiáng)纖維，但強(qiáng)度性能不佳，而高強(qiáng)纖維的強(qiáng)度高于耐燒蝕纖維，但耐燒蝕性能不佳。

鑒于此，目前亟待提出一種復(fù)合材料格柵制品的制備方法，以得到承載強(qiáng)度高、均勻性高、耐熱性能好的復(fù)合材料格柵制品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料格柵制品及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合材料格柵制品成型方法得到的制品承載強(qiáng)度、均勻性較差、耐熱性能不佳的技術(shù)問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種制備復(fù)合材料格柵制品的方法，包括如下步驟：

S1、將高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維制成短切纖維并混合，然后與樹(shù)脂材料進(jìn)行混合，得到預(yù)混料；

S2. 將高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維混合，并浸漬樹(shù)脂材料，然后裁剪成需要長(zhǎng)度的纖維，得到預(yù)浸料；

S3. 安裝模具，根據(jù)鋪料設(shè)計(jì)在模具中裝填步驟S1的所述預(yù)混料和步驟S2的所述預(yù)浸料；

S4. 對(duì)步驟S3中的材料進(jìn)行固化成型，得到所述復(fù)合材料格柵制品。

由于格柵制品結(jié)構(gòu)特殊，具有鏤空結(jié)構(gòu)，采用常規(guī)的先鋪設(shè)增強(qiáng)材料再注入樹(shù)脂的方法，樹(shù)脂因自身重力因素在模具內(nèi)的分布不均勻，使制品的致密度低、強(qiáng)度性能差。本發(fā)明的制備復(fù)合材料格柵制品的方法，采用短切纖維預(yù)混料與長(zhǎng)纖維預(yù)浸料相結(jié)合的模壓成型方法，預(yù)混料采用短切纖維與樹(shù)脂及溶劑混合制成，由于短纖維是呈無(wú)緒狀態(tài)，各個(gè)方面都有纖維存在，強(qiáng)度相對(duì)均勻，可保證整個(gè)制品強(qiáng)度均勻，防止制品出現(xiàn)缺料現(xiàn)象；預(yù)浸料是由長(zhǎng)纖維與樹(shù)脂及溶劑混合制成，纖維較長(zhǎng)可保證纖維強(qiáng)度的連續(xù)性，強(qiáng)度較高，可進(jìn)一步保證制品受力嚴(yán)重部位滿足承載要求。并且，本發(fā)明采用高強(qiáng)纖維與耐燒蝕纖維混合作為增強(qiáng)材料，耐燒蝕纖維為制品提供良好的耐燒蝕性能，而高強(qiáng)纖維為制品提供良好的強(qiáng)度性能，使制得的產(chǎn)品可以兼顧耐熱與強(qiáng)度的雙重要求。