CN101491947B - 麻机织物增强复合材料板材的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合材料的制造方法，尤其是一种用于汽车工业的麻机织物增强复合材料板材的制造工艺。该麻机织物增强复合材料板材的制造工艺，其特点在于：所述的麻机织物为亚麻、黄麻和红麻中的一种，在预制模具中逐层铺放麻机织物，每层麻机织物有一个铺层角度，各层麻机织物交叉铺层，麻纤维体积含量大于等于40％，然后采用树脂传递模塑成形工艺进行充模，环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂配比为10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间4小时，充模完成后，在130℃温度下固化，冷却后脱模并进行表面处理。本发明制造出的复合材料板材强度好，耐冲击性能优，各向强度可设计且可回收利用，属环保型材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料的制造方法，尤其是一种用于汽车工业的麻机织物增强复合材料板材的制造工艺。
背景技术
低耗节能汽车已成为汽车行业发展的大趋势，因此越来越多的汽车部件采用复合材料制品，目前，玻璃纤维增强复合材料被广泛采用。但旧汽车报废时，对含有玻璃纤维的废旧复合材料制品进行焚烧、回用都很困难。近几年来，中国汽车制造业迅猛发展、产销量快速增长，也同样面临着该问题。自1995年开始，汽车制造商采用天然纤维增强复合材料制造汽车部件，至今已10年有余，该材料能够作为能源进行回收利用。亚麻、黄麻和红麻属于天然纤维，资源丰富，具有较高的机械强度，在汽车上具有较好的应用前景。中国专利200410019063.8“一种亚麻非织造物及其复合材料的制造方法”中公开了一种用针刺亚麻非织造物作复合材料的增强体，配置树脂，并采用真空吸注法制造复合材料的方法，该方法制造的复合材料采用非织造物即散纤维作为增强体，加固方法是针刺法，强度不够。各向强度不可设计，非织造物增强的复合材料的各个方向的强度都是相同的，从而使板材的各向强度相同，无法满足各种使用要求。另外成形工艺采用的是VARTM工艺，只有一面是刚模，成形后表面会不平整，需要很多的表面处理工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种能制造出强度好，耐冲击性能优，各向强度可设计的麻机织物增强复合材料板材的制造工艺。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该麻机织物增强复合材料板材的制造工艺，其特点在于：所述的麻机织物为亚麻、黄麻和红麻中的一种，在预制模具中逐层铺放麻机织物，每层麻机织物有一个铺层角度，各层麻机织物交叉铺层，麻纤维体积含量大于等于40％，然后采用树脂传递模塑成形工艺进行充模，环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂配比为10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间4小时，充模完成后，在130℃温度下固化，冷却后脱模并进行表面处理。
本发明所述的麻机织物铺放层数为4层～12层。
本发明所述的所述麻机织物共铺放有8层，从头至尾各层麻机织物的铺层角度依次是0°、90°、+30°、-30°、+30°、-30°、0°、90°。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、制作工艺简单，能够制造出较高强度的麻增强复合材料，所得的麻机织物增强复合材料板材不仅具有麻增强复合材料特有的质轻、比强度高、比模量高等特点，而且可通过能源的方式进行回收利用，属环保型材料。2、采用机织物作为增强体增强的复合材料，强度明显提高，特别是在经纬纱聚集的方向，另外，机织物的经纬纱都是经过多次梳理并经过化学助剂的煮漂处理，大部分杂质都被除去，也能保证强度明显的提高。3、可以根据要求调整织物方向进而改变板材各个方向的强度，从而使板材具有各向异性的强度特性，从而进一步增强复合材料的可设计性。4、采用RTM闭模成形工艺，因为两面都是刚模，高温固化以后表面非常光滑，表面处理非常简单。5、采用黄麻和红麻机织物做增强材料时，其制造成本相对于亚麻更低，具有更好的经济效益。
附图说明
图1为本发明方法示意图。
具体实施方式
实施例一
参见图1，将亚麻机织物1，一层一层按照设计好的铺层角度和层数有序的铺放于预制模具2中，各层亚麻机织物交叉铺层，一般麻机织物铺放层数为4层～12层，本实施例中亚麻机织物铺放8层，从头至尾各层亚麻机织物的铺层角度依次是0°，90°，+30°，-30°，+30°，-30°，0°，90°。亚麻纤维体积含量不低于40％，然后闭模和做好密封，采用闭模成型工艺——树脂传递模塑成形工艺(RTM工艺)进行充模，充模采用一端高压注射，充模树脂采用环氧树脂并加入相应的稀释剂和固化剂调节树脂粘度及固化时间，树脂固化体系配比为：环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂按照一定的配比10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间四个小时，充模完成后，在130℃下高温固化，冷却后脱模并进行表面处理，制得亚麻机织物增强复合材料板材。
实施例二
参见图1，将黄麻机织物1，一层一层按照设计好的铺层角度和层数有序的铺放于预制模具2中，各层黄麻机织物交叉铺层，一般麻机织物铺放层数为4层～12层，本实施例中黄麻机织物铺放8层，从头至尾各层黄麻机织物的铺层角度依次是0°，90°，+30°，-30°，+30°，-30°，0°，90°。黄麻纤维体积含量不低于40％，然后闭模和做好密封，采用闭模成型工艺——树脂传递模塑成形工艺(RTM工艺)进行充模，充模采用一端高压注射，充模树脂采用环氧树脂并加入相应的稀释剂和固化剂调节树脂粘度及固化时间，树脂固化体系配比为：环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂按照一定的配比10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间四个小时，充模完成后，在130℃下高温固化，冷却后脱模并进行表面处理，制得黄麻机织物增强复合材料板材。
实施例三
参见图1，将红麻机织物1，一层一层按照设计好的铺层角度和层数有序的铺放于预制模具2中，各层红麻机织物交叉铺层，一般麻机织物铺放层数为4层～12层，本实施例中红麻机织物铺放8层，从头至尾各层红麻机织物的铺层角度依次是0°，90°，+30°，-30°，+30°，-30°，0°，90°。红麻纤维体积含量不低于40％，然后闭模和做好密封，采用闭模成型工艺——树脂传递模塑成形工艺(RTM工艺)进行充模，充模采用一端高压注射，充模树脂采用环氧树脂并加入相应的稀释剂和固化剂调节树脂粘度及固化时间，树脂固化体系配比为：环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂按照一定的配比10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间四个小时，充模完成后，在130℃下高温固化，冷却后脱模并进行表面处理，制得红麻机织物增强复合材料板材。
本发明所述方法有两个核心部分：其一，铺放参数的选择：(1)铺层角度：即选取经纱(或纬纱)作为铺层角度的变换参数，每层麻机织物的经纱(或纬纱)与水平方向所成的角度即为铺层角度，该铺层角度可根据不同用途及强度要求进行调整，一般规律为经纬纱方向与板材受力方向一致。铺层方式采用交叉铺层方式。(2)铺放的麻纤维体积含量不低于40％。其二，树脂固化体系配比：环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂按照一定的配比10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)进行搭配，根据工艺要求可以相应改变组分配比。
上述两点可以保证使用该方法生产出来的增强复合材料板材强度较之前的同类产品大大提高，且板材各个方向的强度可设计，满足不同的使用要求。
本发明所述的RTM(Resin Transfer Molding)成型工艺又称树脂传递模塑工艺，该工艺技术是将按性能设计要求铺覆好的增强材料及夹芯结构预成型体(未浸胶)，放入设有注射、排气及周边密封系统的RTM专用模具(低成本复合材料模具或金属模具)模腔中并紧锁，然后由RTM注射机将高活性低粘度树脂注入闭合模腔，流动浸润增强材料并迅速固化成型。RTM成型工艺技术具有产品质量好(两面光)、生产效率高、环境污染小、低成本及易于规模化生产大型整体复合材料构件等显著优点，具有突出的产品适应性。
使用红麻和黄麻机织物做增强材料，相对于亚麻机织物其成本更低，经济效益更好。
Claims (1)
1.一种麻机织物增强复合材料板材的制造工艺，其特征在于：所述的麻机织物为亚麻、黄麻和红麻中的一种，在预制模具中逐层铺放麻机织物，铺放层数为8层，采用交叉铺层方式，从头至尾各层麻机织物的铺层角度依次是0°、90°、+30°、-30°、+30°、-30°、0°、90°，麻纤维体积含量大于等于40％，然后采用树脂传递模塑成形工艺进行充模，环氧树脂、聚酰胺固化剂、活性稀释剂配比为10∶(1.2～2.4)∶(0.6～0.8)，固化时间4小时，充模完成后，在130℃温度下固化，冷却后脱模并进行表面处理。
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHAO DAPENG TO: SHEN HONG ZHAO DAPENG |
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Effective date of registration: 20220525 Address after: 152000 Light Industry Park, Qinggang County Economic Development Zone, Suihua City, Heilongjiang Province (Jingnan New Area) Patentee after: HEILONGJIANG JINDA HEMP INDUSTRY CO.,LTD. Address before: 314313 Haiyan County, Zhejiang, Zhejiang, Hong Kong dollar linen Co., Ltd. Patentee before: ZHEJIANG JINYUAN FLAX Co.,Ltd. Patentee before: Shenyueming |
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