CN102658656A - 一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法，取玻璃纤维布和玻璃纤维丝分别充分浸渍在环氧树脂中，然后将玻璃纤维布在上下芯模表面敷设一层；然后在具有适当张力预设值的情况下，将玻璃纤维丝缠绕在芯模上；缠绕时，对玻璃纤维丝施加的张力随缠绕层数逐层递减。缠绕结束后再敷设有一层玻璃纤维布。常规合模后，得对未完工板簧雏形进行固化，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。本发明的板簧产品具有更优异的强度，其抗疲劳性比钢材料强，重量上比钢板簧减轻60%以上。

Description

一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法

【技术领域】

本发明涉及一种纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法，特别是一种采用纤维缠绕成型工艺及其复合材料制备得到的复合材料板簧。

【背景技术】

尽管板簧本质上不同于综合考虑的汽车机构部件或组件，但是作为悬挂装置的一部分，不管是和汽车车身分离还是和汽车车身结合，它的功能是在汽车骨架上悬挂汽车运转齿轮。

当汽车横穿无摩擦区域时，板簧对于汽车坐垫和坐垫上的人必须有高度的振动柔韧性。当必要的结构部件显示出较少的柔韧性和微小的挠度以保证主要汽车硬度时，板簧必须表现出极大的柔韧性和巨大的挠度以提供车的摩擦力。

目前的复合材料板簧的制备方法多采用单向纤维缠绕的方法，使得板簧在强度、疲劳性能不足，且板簧缠绕中并未提到过使用双拼或多拼模具，

US4747898A中提到的机动车塑性板簧的制作方法包括：由高强度纤维增强的若干固化的duromeric塑性带状物，纤维至少是在板簧的主要弹性区域内是大体沿着纤维的最大拉伸或挤压的方向排列的，这个主要弹性区域由带状物粘合而成，最后被粘接在一个更具弹性的单元上，并且（或者）粘在另一个单元上，这是它的制备过程。

US3900357A描述了一种由薄片状的非编织玻纤和可固化环氧树脂制作的板簧的制造方法。薄片状的条以某种模式堆叠成几层，随后在压力下升高温度，使树脂固化，并形成最后的板簧。由于薄层只有0.01英寸厚，需要75层来得到3/4英寸的厚度，而固化时间要45分钟。薄层的嵌入需要太多的人力，很不划算，而漫长的固化时间也非常昂贵。

CA1978174A专利中提到一种汽车复合材料板簧制造装置与制造方法。该专利中提到采用树脂传递模塑成型工艺，树脂罐通过树脂喷嘴将树脂注入到模具型腔中，加热辊通过电缆与电源连接，并将树脂加热固化，最后得到制成品。树脂连续地由下模的一端充填到另一端，保证了树脂填充的均匀性，不易在模具中形成气泡。同时，加热辊仅对预制件的部分区域施加压力和热量，所需压力小，加热速度快。

CA100553953C专利中公开了一种玻璃钢复合材料板簧的制造方法，它由多层纤维材料层以迭加铺设形式放入到合成树脂基体中，然后置于模具内进行压制成各种需要的板弹簧形状；所述纤维材料层可为粗纱布。

以上是部分当前复合材料板簧的制备方法，各具特色又各不相同，纤维缠绕、模压成型、RTM等工艺均用于复合材料板簧的制备中，并且都能较好够实现板簧的正常生产，但这些工艺也各自存在一定的问题。RTM工艺能够成型较复杂结构的板簧制备，但是存在一些不可避免的缺陷，如表面起泡，沙眼缺胶现象；模压成型工艺由于需使用预浸料而增加了制造成本，且模具设计制造复杂，压机及模具投资高，制品尺寸受设备限制；缠绕工艺被确认为当前较为合适的板簧生产工艺，但是也存在层间结合力不强，易劈裂等现象。塑性带状物及薄片状的非编织玻纤的使用可以使板簧的横向受力情况改善，但是层间强度会稍差。

【发明内容】

为了克服现有技术的缺陷，本发明采用玻璃纤维纱与玻璃纤维布预浸料相结合的增强材料形成非单向缠绕，使得板簧在不同方向具有较好的强度；通过纤维缠绕与模压工艺相结合的办法，使得制备的复合材料板簧综合性能得到提高。另外，缠绕装置采用双拼结构芯模，由两个与板簧内弧面结构等同的中心轴对成弧面及两端圆弧面组成，纤维浸胶后经张力控制缠绕在芯模上，可一次形成2n（n＝1,2,3…）个未完工板簧，能够避免纤维及树脂在缠绕过程中的浪费，以提高生产效率和降低成本。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法，其步骤如下：

（1）取玻璃纤维布充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布，并取玻璃纤维丝充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝；

（2）将步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在上下芯模表面敷设一层；敷设面积应大于下一步骤缠绕部分占用面积以便后续缠绕完成后进行整体包覆；

（3）对步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝施加每单根纱50-100N的张力，然后将该玻璃纤维丝缠绕在步骤（2）得到的敷设了一层玻璃纤维布的芯模上；缠绕时，单独缠绕玻璃纤维丝，或将玻璃纤维布与玻璃纤维丝同时进行，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5-15N/层递减，所述玻璃纤维丝缠绕的总层数为8-20层；

（4）玻璃纤维丝缠绕结束后继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层玻璃纤维布；

（5）在1-4MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到未完工板簧；

（6）对所述未完工板簧雏形进行固化，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

优选地，步骤（2）中所述芯模是双拼芯模或多拼芯模

优选地，步骤（2）中所述张力是通过闭路张力控制系统施加的。

优选地，步骤（2）中，单独缠绕玻璃纤维丝时，在每两层玻璃纤维丝层之间铺设玻璃纤维布预浸料，所述玻璃纤维布预浸料是将玻璃纤维布浸渍在环氧树脂基体中获得。

优选地，在步骤（1）的环氧树脂中添加固化剂，所述固化剂为酸酐类固化剂或胺类固化剂，选自TMA、PMDA、NA、PAPA、间苯二甲胺、聚酰胺、聚酰胺加成物、改性聚酰胺或酰胺基胺；所述固化剂的添加比例为以重量份计每100份环氧树脂30-40份所述固化剂。

优选地，在步骤（1）的环氧树脂中添加改型助剂，所述改性助剂包括增韧剂、稀释剂及硅烷偶联剂。

优选地，所述增韧剂选自聚硫增韧剂、聚酰胺或聚醚树脂，其用量为以重量份计每100份环氧树脂10-35份所述增韧剂。

优选地，所述稀释剂选自活性稀释剂XY669、732，其用量为以重量份计每100份环氧树脂5-25份所述稀释剂。

优选地，所述硅烷偶联剂选自KH560、KH570、KH792、DL602或DL171，其用量为以重量份计每100份环氧树脂0.5-0.8份所述硅烷偶联剂。

优选地，所述步骤（4）所述固化是热固化或常温固化；所述热固化是在80-150℃温度1-4MPa压力下烘烤1-4h时间；所述常温固化是指在室温环境下1-4MPa压力下干燥2-8h。

以下将更详细的描述本发明的技术方案。

本发明涉及一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法，其步骤如下：

（1）取玻璃纤维布充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布，并取玻璃纤维丝充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝。

在本发明中，术语“玻璃纤维”是一种现有的无机非金属材料，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高的优点，常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等领域。例如采用泰山玻璃纤维有限公司生产销售的玻璃纤维产品。

在本发明中，“环氧树脂”是指含有环氧基团的高分子化合物，例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂等，都是市面上能够购买获得的产品。

（2）将步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在上下芯模表面敷设一层；敷设面积应大于下一步骤缠绕部分占用面积以便后续缠绕完成后进行整体包覆。

（3）对步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝施加每单根纱50-100N的张力，然后将该玻璃纤维丝缠绕在步骤（2）得到的敷设了一层玻璃纤维布的芯模上；缠绕时，单独缠绕玻璃纤维丝，或将玻璃纤维布与玻璃纤维丝同时进行缠绕，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5-15N/层递减，所述玻璃纤维丝缠绕的总层数为8-20层。

在以上步骤中，可以采用闭路张力控制系统实现对玻璃纤维施加适当张力，例如采用美国蒙特福公司销售的张力控制系统设备进行操作。所谓“闭路张力控制系统”是一种能对纤维张力进行控制、实现信号反馈、纤维缠绕速度、排纱系统统一控制器控制的系统。

例如，通过一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制造装置实现张力控制，所述装置包括用于架设玻璃纤维材料的纱辊1、与纱辊1相连的浸胶槽2、与浸胶槽2相连的张力控制器4、PMAC控制器5、排纱装置。

纱辊1的数量可以是单独一个或并列地多个。在浸胶槽2与张力控制器4之间设有伺服电机3，所述张力控制器4与PMAC控制器5之间也设有伺服电机7和电机驱动器8，所述伺服电机3和张力控制器4分别与PMAC控制器5连接、受PMAC控制器5控制。架设在纱辊1上的玻璃纤维先通过浸胶槽2然后进入张力控制器4中。

为了增加装置的灵活性，也可以在纱辊和浸胶槽2之间设置一组摩擦辊，使得玻璃纤维纤维在进入浸胶槽2之前被拉伸而具有一定张力。

由于玻璃纤维增强树脂复合材料板簧在制造时优选地应当在具有一定温度的环境下，将玻璃纤维充分浸泡到环氧树脂中，因此浸胶槽2中设有恒温加热装置和/或恒温加热浴槽。恒温加热装置或恒温加热浴槽中均可以通过加热管以实现，温度多为60±20℃,属于本领域技术人员能够掌握的技术，而不再赘述。

所述张力控制器4包括速度传感器9、张力传感器10和机械部分。在电信号方面，速度传感器9和张力传感器10分别受PMAC控制器5控制。机械连接方面，所述机械部分包括固定辊架12和移动辊架11，固定辊架12和移动辊架11上均设有多个摩擦辊。固定辊架12和移动辊架11上的摩擦辊依次排列，使得玻璃纤维依次绕过固定辊架12和移动辊架11上的摩擦辊。

固定辊架12对于张力控制器5是固定的，而移动辊架11通过丝杠13连接并受PMAC控制器5控制，因此可沿着丝杠13的导轨上下移动。由于移动，导致固定辊架12和移动辊架11上的摩擦辊之间的距离改变，从而改变绕在摩擦辊上的玻璃纤维的张力。张力控制器4中的速度传感器9用于获得玻璃纤维的传送速度信号，所述张力传感器10用于获得所述摩擦辊上缠绕的玻璃纤维的张力信号。

PMAC控制器5具有预设并存储速度阈值和张力阈值的装置，允许操作人员预设玻璃纤维的速度阈值和张力阈值。该控制器5还具有将从速度传感器9和张力传感器10中获得速度信号和张力信号，然后与所述速度阈值和张力阈值进行比较的比较器，然后通过获得比较器输出的结果控制丝杠13上下移动。

为了防止玻璃纤维从张力控制器4中滑落，张力传感器10和速度传感器9上应当分别设有用防止纤维材料从传感器上滑落的部件。例如在张力传感器10及速度传感器9的滚轮两端分别设置两个哑铃状辊及陶瓷环作为限位阀，以防止玻璃纤维纱束从滚轮上滑落。

为了实现智能化操作，PMAC控制器5还应当具有显示屏和人机界面。

装置运行时，与张力控制器4连接的伺服电机7上设有编码器，伺服电机7连接丝杠13，驱动丝杠上的摩擦辊上下移动，实现固定辊架12和移动辊架11上的摩擦辊之间的距离变化，使行走中的玻璃纤维角度变化，以及玻璃纤维与摩擦辊之间接触面积的变化，从而改变玻璃纤维的内部张力。与伺服电机7连接的编码器能够将张力信号传输给电机驱动器8，电机驱动器8控制伺服电机7的转速，而电机驱动器8的控制信号则由PMAC控制器5提供。

张力传感器10和速度传感器9固定在张力控制4的机架上，从固定辊架12的摩擦辊上出来的纤维从张力传感器10上的滚轮纤维槽上侧绕过，张力传感器测量到受力，转换为电压信号，将电压信号传输给张力传感器10内的张力信号放大器；张力信号放大器对张力传感器10输出的电压信号进行放大和校准，然后输入至PMAC控制器5。PMAC控制器5接收张力信号而获得纤维的张力。

在PMAC控制器中设定玻璃纤维的张力阈值，PMAC控制器5实时比较玻璃纤维的当前张力与预设阈值的差，通过差值控制丝杠速度和位置的改变，向电机驱动器8发送速度控制信号，通过电机驱动器8控制伺服电机7的转速，控制垂直丝杠13使得上下两组摩擦辊之间距离变化，从而改变玻璃纤维与摩擦辊之间的接触角度，也同时改变在摩擦辊上行走的玻璃纤维与摩擦辊的接触面积，因此改变摩擦辊对其上的玻璃纤维施加的摩擦力，实现对缠绕机的纤维的张力改变。

本发明的玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制造装置可实现玻璃纤维张力实时监测控制，其控制精度高，和现有的缠绕设备的张力控制相比，其数据监测更为精确，效率也更高。

对玻璃纤维丝施加张力的意义在于增加玻璃纤维在基体树脂中的浸润效果，使纤维完全浸润，控制纤维含量，另外玻璃纤维保持张力有助于增加板簧弯曲强度，使板簧承载力的增加，如果施加的张力小于50N将会使板簧树脂含量过高，承载力不够；大于100N将会使板簧树脂含量不足，玻璃纤维含量过高，影响层间强度，使板簧承载力不足。由于需要避免纤维张力过大，外层玻璃纤维在过大张力的作用下挤压内层树脂而可能导致内部缺胶，在缠绕玻璃纤维时，张力应当随玻璃纤维缠绕层数的递增而减小。

在步骤（2）中，芯模可采用双拼芯模或多拼芯模。

在本发明中，“双拼芯模”是指用于缠绕玻璃纤维的芯模为双拼结构，由两个与板簧内弧面结构等同的中心轴对称弧面及两端圆弧面组成，可一次形成n个未完工板簧。

为了进一步增强本发明的板簧的强度，一种特别优选的实施方式是在缠绕时，在每两层玻璃纤维层之间铺设玻璃纤维布预浸料，所述玻璃纤维布预浸料是将玻璃纤维布浸渍在基体树脂体系中获得。

优选地，可以在纤维缠绕之前将环氧树脂和固化剂混合并于室温下充分搅拌均匀，固化剂的使用量是以重量份计每100份环氧树脂30-40所述固化剂；所述固化剂为胺类固化剂，包括酸酐类固化剂或胺类固化剂，选自TMA、PMDA、NA、PAPA、间苯二甲胺、聚酰胺、聚酰胺加成物、改性聚酰胺或酰胺基胺。

优选地，可以在树脂与固化剂混合均匀后使用改性助剂。所述改性助剂包括增韧剂、稀释剂及硅烷偶联剂。

在本发明中，增韧剂（toughener）是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质。热固性树脂胶黏剂如环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂胶黏剂固化后伸长率低，脆性较大，当粘接部位承受外力时很容易产生裂纹，增韧剂用于降低脆性，增大韧性，提高承载强度。

在本发明中，增韧剂的使用比例是每百份树脂添加10-35份；具体的增韧剂可采用聚硫增韧剂、聚酰胺或聚醚树脂。

在本发明中，“稀释剂”是指配合环氧树脂混合使用用于降低固化体系粘度，增加流动性，改善了操作性但不影响固化物的基本性能的化合物。具体可以是活性稀释剂XY669、732，其使用比例是以重量份计每100份环氧树脂5-25份所述稀释剂。

在本发明中，“硅烷偶联剂”是指由硅氯仿（HSiCl₃）和带有反应性基团的不饱和烯烃在铂氯酸催化下加成，再经醇解而得的化合物，通常有KH550、KH560、KH570、KH792、DL602、DL171等型号，均为市场上可以购买获得产品。其使用比例是以重量份计每100份环氧树脂0.5-0.8份所硅烷偶联剂。

（4）玻璃纤维丝缠绕结束后继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层玻璃纤维布；

（5）在1-4MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到未完工板簧。

术语“上下模”是指板簧制备过程中常用的成对模具的上、下半部。“合模”是本领域常规操作过程，本申请中不做赘述。

（6）对所述未完工板簧进行固化，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

优选地，步骤（6）所述固化是热固化或常温固化；所述热固化是在80-150℃温度1-4MPa压力下烘烤1-4h时间；所述常温固化是指在室温环境下1-4MPa压力下用定型夹具夹紧干燥2-8h。

上述步骤（1-6）均应当在温度20-40℃下进行。

本发明利用玻璃纤维缠绕成型的工艺，以玻璃纤维与玻璃纤维布预浸料相结合作为增强材料，使制备得到的板簧在不同方向具有较好的强度。

本发明采用双拼或多拼芯模能够避免纤维及树脂在缠绕过程中的浪费，并能够提高生产效率和降低成本。

纤维缠绕结合模压过程形成所需要的复合材料板簧的结构。

由于玻璃纤维的强度、抗疲劳性比钢材料强，重量上比钢板簧减轻60%以上。这样既可以增加车辆的装载能力，又可以改善车辆的运行特性，并且还可以降低车辆的燃耗，起到省油的目的。

【附图说明】

图1为本发明的板簧俯视结构示意图；

图2为本发明的板簧侧视结构示意图；

图3为本发明的制备装置的结构示意图；

图4为本发明的制备装置张力控制器的结构示意图。

其中，1、纱辊，2、浸胶槽，3、伺服电机，4、张力控制器，5、PMAC控制器，7、伺服电机，8、电机驱动器，9、速度传感器，10、张力传感器，11、可移动金属摩擦辊，12、固定金属摩擦辊，13、丝杠。

【具体实施方式】

通过下述实施例将会更进一步地理解本发明。

实施例1

制备用于浸渍的环氧纤维组合物，以重量份计含有：双酚A型环氧树脂100份、TMA 30份、聚硫增韧剂10份、稀释剂XY6695份、KH560 0.5份。

取玻璃纤维布和玻璃纤维丝充分浸渍在环氧树脂组合物中，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在双拼芯模的上下芯模表面敷设一层，然后开始同时一层接一层地缠绕经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布和并列地18根玻璃纤维丝。

在敷设前，对玻璃纤维丝施加每单根纱50N的张力，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5N/层递减，总缠绕层数为8层。

8层结束后，在玻璃纤维丝外部继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层经过浸渍的玻璃纤维布。

在1MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到板簧雏形，然后在4MPa压力下常温固化2小时，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

实施例2

制备用于浸渍的环氧纤维组合物，以重量份计含有：双酚F型环氧树脂100份、PAPA 30份、聚醚树脂增韧剂35份、稀释剂XY73225份、KH7920.8份。

取玻璃纤维布和玻璃纤维丝充分浸渍在上述环氧树脂组合物中，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在四拼芯模的上下芯模表面敷设一层，然后开始同时一层接一层地缠绕经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布和并列地20根玻璃纤维丝。

在敷设前，对玻璃纤维丝施加每单根纱100N的张力，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5N/层递减，总缠绕层数为20层。

20层缠绕结束后，在玻璃纤维丝外部继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层经过浸渍的玻璃纤维布。

与常规板簧制作方式相同，在4MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到板簧雏形，然后在1MPa压力、150℃下固化1小时，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

所述四拼芯模是由四个与板簧内弧面结构等同的中心轴对成弧面及两端圆弧面组成，浸胶后经张力控制的纤维缠绕后，可一次形成4n个未完工板簧。

实施例3

制备用于浸渍的环氧纤维组合物，以重量份计含有：氢化双酚A型环氧树脂100份、聚酰胺固化剂32份、聚醚树脂增韧剂15份、稀释剂XY66910份、DL602硅烷偶联剂0.7份。

取玻璃纤维布和玻璃纤维丝充分浸渍在上述环氧树脂组合物中，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在三拼芯模的上下芯模表面敷设一层，然后开始同时一层接一层地缠绕经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布和并列地24根玻璃纤维丝。

在敷设前，对玻璃纤维丝施加每单根纱80N的张力，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以8N/层递减，总缠绕层数为10层。

10层缠绕结束后，在玻璃纤维丝外部继续敷设一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层经过浸渍的玻璃纤维布。

在3.5MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到板簧雏形，然后在4MPa压力、40℃下固化4小时，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

所述三拼芯模是由三个与板簧内弧面结构等同的中心轴对成弧面及两端圆弧面组成，浸胶后经张力控制的纤维缠绕后，可一次形成3n个未完工板簧。

其中，所述板簧的最大荷载（也称为静载）测试、刚度测试及疲劳测试方法是以钢板簧测试标准GB/T19844-2005中记载的方法进行的。根据上述标准的要求，受测试板簧的长度为0.9-2.4m。对照实施例为市场购买获得的普通板簧产品。

实施例4

与实施例3相同，区别在于制备用于浸渍的环氧纤维组合物，以重量份计含有：双酚F型环氧树脂100份、NA固化剂35份、聚醚树脂增韧剂15份、稀释剂XY66910份、KH5600.6份。

缠绕时，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在芯模表面先敷设一层，然后单独缠绕玻璃纤维丝。待玻璃纤维丝缠绕完毕后，在其外层再敷设一层玻璃纤维布。

实施例5

与实施例3相同，区别在于缠绕时，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在芯模表面先敷设一层，然后单独缠绕玻璃纤维丝。每缠绕一层玻璃纤维丝，敷设一层玻璃纤维布，然后再缠绕下一层玻璃纤维丝，而不是同时缠绕玻璃纤维丝和玻璃纤维布。待玻璃纤维丝缠绕全部完毕后，在其外层再敷设一层玻璃纤维布。

实施例6-9

与实施例3相同，区别在于分别用PMDA、间苯二甲胺、聚酰胺加成物、改性聚酰胺和酰胺基胺30份作为固化剂，其余成分不变。

实施例10

制备用于浸渍的环氧纤维组合物，以重量份计含有：双酚A型环氧树脂100份、TMA 30份、聚硫增韧剂10份、稀释剂XY6695份、KH5600.5份。

取玻璃纤维布和玻璃纤维丝充分浸渍在环氧树脂组合物中，将经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在双拼芯模的上下芯模表面敷设一层，然后开始同时一层接一层地缠绕经环氧树脂浸渍的18根玻璃纤维丝。

在敷设前，对玻璃纤维丝施加每单根纱50N的张力，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5N/层递减，总缠绕层数为8层。

8层结束后，在玻璃纤维丝外部继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层经过浸渍的玻璃纤维布。

在1MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到板簧雏形，然后在4MPa压力下常温固化2小时，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

实施例4-10的板簧成品的测试结果与实施例3的数值接近。

结果表明，本发明以玻璃纤维与玻璃纤维布预浸料相结合作为增强材料，所得板簧产品在不同方向具有比一般板簧产品更优异的强度。

与钢板簧相比，由于玻璃纤维的强度、抗疲劳性比钢材料强，重量上比钢板簧减轻60%以上。这样既有效增加车辆的装载能力，又可以改善车辆的运行特性，并且还可以降低车辆的燃耗，起到省油、节能的效果。

Claims (10)

1.一种玻璃纤维增强树脂复合材料板簧的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）取玻璃纤维布充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布，并取玻璃纤维丝充分浸渍在环氧树脂中，得到经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝；

（2）将步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维布在上下芯模表面敷设一层；

（3）对步骤（1）得到的经环氧树脂浸渍的玻璃纤维丝施加每单根纱50-100N的张力，然后将该玻璃纤维丝缠绕在步骤（2）得到的敷设了一层玻璃纤维布的芯模上；缠绕时，单独缠绕玻璃纤维丝，或将玻璃纤维布与玻璃纤维丝同时进行，随缠绕层数递增，对玻璃纤维丝施加的张力以5-15N/层递减，所述玻璃纤维丝缠绕的总层数为8-20层；

（4）玻璃纤维丝缠绕结束后继续缠绕一层玻璃纤维布，使最外层的玻璃纤维丝上敷设有一层玻璃纤维布；

（5）在1-4MPa的压力下，对上下芯模进行合模，得到未完工板簧；

（6）对所述未完工板簧进行固化，得到玻璃纤维增强树脂复合材料板簧。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述芯模是双拼芯模或多拼芯模。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中，所述张力是通过闭路张力控制系统施加的。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤（2）中，单独缠绕玻璃纤维丝时，在每两层玻璃纤维丝层之间铺设玻璃纤维布预浸料，所述玻璃纤维布预浸料是将玻璃纤维布浸渍在环氧树脂基体中获得。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤（1）的环氧树脂中添加固化剂，所述固化剂为酸酐类固化剂或胺类固化剂，选自 TMA、PMDA、NA、PAPA、间苯二甲胺、聚酰胺、聚酰胺加成物、改性聚酰胺或酰胺基胺；所述固化剂的添加比例为以重量份计每100份环氧树脂30-40份所述固化剂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤（1）的环氧树脂中添加改性助剂，所述改性助剂包括增韧剂、稀释剂及硅烷偶联剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述增韧剂选自聚硫增韧剂或聚醚树脂，其用量为以重量份计每100份环氧树脂10-35份所述增韧剂。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述稀释剂选自活性稀释剂XY669、732，其用量为以重量份计每100份环氧树脂5-25份所述稀释剂。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂选自KH560、KH570、KH792、DL602或DL171，其用量优选为以重量份计每100份环氧树脂0.5-0.8份所述硅烷偶联剂。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于所述步骤（4）所述固化是热固化或常温固化；所述热固化是在80-150℃温度1-4MPa压力下烘烤1-4h时间；所述常温固化是指在室温环境下1-4MPa压力下干燥2-8h。 

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