CN102294846A - Cf网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺 - Google Patents

Cf网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，CF网片强化型预浸料包括单向碳纤维层、CF网片、上层胶膜和下层胶膜，CF网片强化型预浸料包括单向碳纤维层、CF网片、上层胶膜和下层胶膜，所述的CF网片压合在单向碳纤维层上面，所述的CF网片上面是上层胶膜，所述下层胶膜在单向碳纤维层的下面，通过制胶膜、放丝排纱、压合网片、试运转、正常运行生产等工艺生产出CF网片强化型碳纤维预浸料。本发明改变了单向预浸料经向强度高、纬向强度低，甚至没有纬向强度的现状，可使预浸料横向强度提高20%，复合材料横向强度提高20%以上。

Description

CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及CF网片强化型碳纤维预浸料及生产工艺。 
背景技术
随着科学技术水平的不断发展和社会经济发展的强烈需求，碳纤维以其高比强度、高比模量、耐腐蚀、抗疲劳、质量轻、导电、隔热、耐高温等一系列综合优异性能被世界各国高度关注，碳纤维已广泛应用于航空、航天、车辆制造、舰船工业、风力发电、电子通讯、医疗器械、文体休闲器材等军工和民用的众多领域。 
目前，碳纤维70%以上的用量都是通过碳纤维预浸料的应用方式实现，无论是航天器材、体育休闲器材等，还是大型风力发电叶片，医疗器材、体育休闲器材等领域，为了充分发挥碳纤维的超高强度性，都是将碳纤维做成单向纤维的预浸料来制造各种产品，而这种只有径向纤维没有纬向纤维的预浸料具有很多缺陷：1、经向强度高、纬向强度低；2、使用时幅面容易裂开，操作不方便；3、铺层后易出现折皱、缝隙等质量隐患。 
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明提供一种CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺。  
本发明的技术方案是：CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：CF网片强化型碳纤维预浸料包括单向碳纤维层、CF网片、上层胶膜和下层胶膜，所述的CF网片压合在单向碳纤维层上面，所述的CF网片上面是上层胶膜，所述下层胶膜在单向碳纤维层的下面。
本发明还设计了CF网片强化型碳纤维预浸料的生产工艺为：一、制胶膜，将涂胶辊的温度升到50℃-90℃，将胶液预热后倒入胶辊上，将离型纸穿过胶辊间隙，然后进行预涂胶，调整两支涂胶辊的间隙，待含胶量达标后正式开机涂制胶膜，将涂制好的离型纸由卷辊按照每分钟2m-30m的速度卷成筒状，然后进入下道工序待用； 
二、放丝排纱，在丝架上安装碳纤维纱筒，将成束的单向碳纤维纱束按顺序依次穿过布纱器和张力控制装置，放置在已升温的压合辊上；
三、压合网片，将CF网片引出压合在单向碳纤维纱的上面，再将上胶膜离型纸牵引到CF网片的上面，同时把下胶膜离型纸牵引到碳纤维的下面；
四、试运转，将各组压合辊升起来，将上述单向碳纤维、CF网片、上胶膜离型纸和下胶膜离型纸的前端对齐，然后进行人工牵引，将上离型纸和下离型纸收卷在辊轴上，上胶膜和下胶膜分别融入单向碳纤维和CF网片中，随后将离型膜覆盖在预浸料的上面，将CF网片强化预浸料卷绕在收卷辊的纸筒上，让含浸压合机低速运行；
五、正常运行生产，在低速运行中，调整产品的宽度，碳纤维的均匀度，各组辊筒的温度、压力、间隙和运行速度，根据设定长度将预浸料产品裁断，封装入库。
本发明还设计了所述的CF网片是网状无序的碳纤维网片。 
本发明还设计了所述的CF网片为宽度0.8-1.2m、厚度为0.01-0.09mm，重为5g-12g/m2。 
本发明还设计了所述的辊筒温度为50℃-100℃、压力为2 kg/cm2-15 kg/cm2、间隙为0.03mm-0.25mm、运行速度为每分钟0.5m-10m。 
本发明还设计了所述的单向碳纤维与CF网片的强度为3500MPa以上、弹性模量为230GPa以上。 
本发明的有益效果是：本发明改变了单向预浸料经向强度高、纬向强度低，甚至没有纬向强度的现状，可使预浸料横向强度提高20%，复合材料横向强度提高20%以上。 
具体实施方式
本发明涉及CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：CF网片强化型碳纤维预浸料包括单向碳纤维层1、CF网片2、上层胶膜3和下层胶膜4，所述的CF网片2压合在单向碳纤维层1上面，所述的CF网片2上面是上层胶膜3，所述下层胶膜4在单向碳纤维层1的下面。 
本发明还设计了CF网片强化型碳纤维预浸料的生产工艺为：一、制胶膜，将涂胶辊的温度升到50℃-90℃，将胶液预热后倒入胶辊上，将离型纸穿过胶辊间隙，然后进行预涂胶，调整两支涂胶辊的间隙，待含胶量达标后正式开机涂制胶膜，将涂制好的离型纸由卷辊按照每分钟2m-30m的速度卷成筒状，然后进入下道工序待用； 
二、放丝排纱，在丝架上安装碳纤维纱筒，将成束的单向碳纤维纱束按顺序依次穿过布纱器和张力控制装置，放置在已升温的压合辊上；
三、压合网片，将CF网片引出压合在单向碳纤维纱的上面，再将上胶膜离型纸牵引到CF网片的上面，同时把下胶膜离型纸牵引到碳纤维的下面；
四、试运转，将各组压合辊升起来，将上述单向碳纤维、CF网片、上胶膜离型纸和下胶膜离型纸的前端对齐，然后进行人工牵引，将上离型纸和下离型纸收卷在辊轴上，上胶膜和下胶膜分别融入单向碳纤维和CF网片中，随后将离型膜覆盖在预浸料的上面，将CF网片强化预浸料卷绕在收卷辊的纸筒上，让含浸压合机低速运行；
五、正常运行生产，在低速运行中，调整产品的宽度，碳纤维的均匀度，各组辊筒的温度、压力、间隙和运行速度，根据设定长度将预浸料产品裁断，封装入库。
实施例1 
所述的辊筒温度为50℃、压力为2kg/cm2、间隙为0.03mm-0.25mm、运行速度为每分钟0.5m。
实施例2 
所述的辊筒温度为70℃、压力为6 kg/cm2、间隙为0.08mm、运行速度为每分钟2.5m。
实施例3 
所述的辊筒温度为80℃、压力为10 kg/cm2、间隙为0.15mm、运行速度为每分钟4m。
实施例4 
所述的辊筒温度为90℃、压力为12 kg/cm2、间隙为0.20mm、运行速度为每分钟6.5m。
实施例5 
所述的辊筒温度为100℃、压力为15 kg/cm2、间隙为 0.25mm、运行速度为每分钟10m。

Claims (5)

1.CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：CF网片强化型预浸料包括单向碳纤维层、CF网片、上层胶膜和下层胶膜，所述的CF网片压合在单向碳纤维层上面，所述的CF网片上面是上层胶膜，所述下层胶膜在单向碳纤维层的下面。
2.根据权利要求1所述的CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：
一、制胶膜，将涂胶辊的温度升到50℃-90℃，将胶液预热后倒入胶辊上，将离型纸穿过胶辊间隙，然后进行预涂胶，调整两支涂胶辊的间隙，待含胶量达标后正式开机涂制胶膜，将涂制好的离型纸由卷辊按照每分钟2m-30m的速度卷成筒状，然后进入下道工序待用；
二、放丝排纱，在丝架上安装碳纤维纱筒，将成束的单向碳纤维纱束按顺序依次穿过布纱器和张力控制装置，放置在已升温的压合辊上；
三、压合网片，将CF网片引出压合在单向碳纤维纱的上面，再将上胶膜离型纸牵引到CF网片的上面，同时把下胶膜离型纸牵引到碳纤维的下面；
四、试运转，将各组压合辊升起来，将上述单向碳纤维、CF网片、上胶膜离型纸和下胶膜离型纸的前端对齐，然后进行人工牵引，将上离型纸和下离型纸收卷在辊轴上，上胶膜和下胶膜分别融入单向碳纤维和CF网片中，随后将离型膜覆盖在预浸料的上面，将CF网片强化预浸料卷绕在收卷辊的纸筒上，让含浸压合机低速运行；
五、正常运行生产，在低速运行中，调整产品的宽度，碳纤维的均匀度，各组辊筒的温度、压力、间隙和运行速度，根据设定长度将预浸料产品裁断，封装入库。
3.根据权利要求1或2所述的CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：所述的CF网片是网状无序的碳纤维网片。
4.根据权利要求3所述的CF网片强化型碳-纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：所述的CF网片为宽度0.8-1.2m、厚度为0.01-0.09mm，重为5g-12g/m2。
5.根据权利要求2所述的CF网片强化型碳纤维预浸料及其生产工艺，其特征是：所述的辊筒温度为50℃-100℃、压力为2kg/cm2-15kg/cm2、间隙为0.03mm-0.25mm、运行速度为每分钟0.5m-10m。
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