CN103770343A - 一种高性能纤维复合材料制品的制备方法 - Google Patents

一种高性能纤维复合材料制品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能纤维为基材的汽车用复合材料制品的生产方法。材料匹配重量比为:碳纤维织物15%~30%、超强聚乙烯纤维织物10%~20%、高强玻璃纤维织物15%~30%,不饱和聚酯树脂或环氧树脂40%~55%,以上使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g~250g。通过真空辅助成型工艺或RTM成型工艺(树脂模塑传递成型工艺),制备出高性能纤维复合材料制品。本发明制成的高性能纤维复合材料制品,具有材质轻、抗弯曲应力强、弹性模量高、抗冲击韧性强、能抗紫外线、耐高温、而且制造成本低等优点,主要用于制造汽车壳体及部件,是满足当今新能源汽车节能减排、轻量化装备的最佳材料。

Description

一种高性能纤维复合材料制品的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及复合材料领域,特别涉及一种高性能纤维为基材的汽车用复合材料制品的生产方法。
背景技术
[0002] 高性能纤维增强复合材料,(如碳纤维复合材料)是一种新型材料;它具有材质轻、强度大、模量高、耐腐蚀强、冲击韧性好等优点。随着科学技术快速发展,高性能纤维复合材料已广泛应用于石油、化工、船舶、冶金、矿山、压力容器制造、环保、食品等行业,尤其在当今新能源汽车工业,用于汽车壳体等部件,为汽车轻量化发展提供最佳的新型结构材料。如:
[0003] 1.专利申请CN102941709A,发明一种新型碳纤维复合材料,通过铜铝合金层和碳纤维材料交替复合而成的新型碳纤维复合材料。
[0004] 2.专利申请CN103497485A,发明一种碳纤维复合材料制品,通过30 %〜60 %碳纤维增强体和10%〜15%的泡沫芯材、35%〜65%的环氧树脂体系进行合理调配,用RTM成型工艺,固化成碳纤维复合材料制品。
[0005] 3.专利申请CN102152522A,发明一种新型碳纤维复合材料,其特征是碳纤维布层与纳米抗菌纤维布、竹碳纤维布依次叠放组合的一种抗菌透气复合材料。
[0006] 4.专利申请CN89101957X,发明一种复合玻璃钢板材,其特征是将玻璃纤维布浸涂不饱和聚酯树脂,通过手糊与模压固化定型的一种复合玻璃钢板材。
[0007]以上所述的专利申请中制备的碳纤维复合材料制品,还存在抗冲击韧性差、材质重及制造成本高等弱点。工业上亟须发明出一种新的高性能、低成本纤维增强复合材料制品O
发明内容
[0008] 本发明的目的是研究开发高性能、低成本纤维复合材料及制品制备新工艺,来克服现有技术制备的碳纤维复合材料制品的缺点,从而提高复合材料综合性能,降低复合材料制备成本,并实现产业化。
[0009] 本发明的技术方案为:
[0010] 一种高性能纤维复合材料制品的制备方法,材料匹配重量比为:碳纤维织物15%〜30%、超强聚乙烯纤维织物10%〜20%、高强玻璃纤维织物15%〜30%,不饱和聚酯树脂或环氧树脂40%〜55%,以上使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g。通过真空辅助成型工艺或RTM成型工艺(树脂模塑传递成型工艺),制备出高性能纤维复合材料制品。
[0011] 本发明制成的高性能纤维复合材料制品,具有材质轻、抗弯曲应力强、弹性模量高、抗冲击韧性强、能抗紫外线、耐高温、而且制造成本低等优点,主要用于制造汽车壳体及部件,是满足当今新能源汽车节能减排、轻量化装备的最佳材料。具体实施方式
[0012] 实施例一:
[0013] 步骤1:将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层,铺放在一起;
[0014] 步骤2:将高强碳纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪3〜5层,铺放在在一起;
[0015] 步骤3:将已经表面等离子体处理过的高强.高模聚乙烯纤维平纹织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层,铺放在在一起;
[0016] 步骤4:将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料规格裁剪2〜3层,铺放在在一起;
[0017] 以上步骤I〜步骤4所使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g ;
[0018] 步骤5:最后将步骤1、步骤2、步骤3、步骤4的织物,依次铺放在模具内,注入不饱和聚酯树脂或环氧树脂,然后起动液压机将上下模合拢。模具内,材料匹配的重量比为:碳纤维织物15%〜30%、超强聚乙烯纤维织物10%〜20%、高强玻璃纤维织物或多轴向经编织物15 %〜30 %,不饱和聚酯树脂或环氧树脂40 %〜55 %。合模后采用RTM成型工艺(树脂模塑传递成型工艺),模具预热80°〜120°,加压30T〜100T / m2,固化20〜35分钟制成复合材料制品。
[0019] 实施例二:
[0020] 步骤1:将高强玻璃纤维平纹织布或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层铺放在一起;
[0021] 步骤2:将高强碳纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格要求裁剪3〜5层铺放在一起;
[0022] 步骤3:将已经表面等离子体处理过的高强.高模聚乙烯纤维平纹织物,按复合材料制品规格要求裁剪2〜3层铺放在一起;
[0023] 步骤4:将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料规格要求裁剪2〜3层铺放在一起;
[0024] 以上步骤I〜步骤4所使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g ;
[0025] 步骤5:最后将步骤1、步骤2、步骤3、步骤4的织物,依次铺放在模具内,再在这多层纤维织物上覆盖高强塑料薄膜,在薄膜内放置树脂导流管,注入不饱和聚酯树脂或环氧树脂。模具内,材料匹配的重量比为:碳纤维织物15%〜30%、超强聚乙烯纤维织物10%〜20%、高强玻璃纤维织物或多轴向经编织物15%〜30%,不饱和聚酯树脂或环氧树脂40%〜55%。采用真空辅助成型工艺,常温条件下时间为40分钟〜I小时,固化定型成复合材料制品。

Claims (3)

1.一种高性能纤维复合材料制品的制备方法,其特征在于,原材料匹配重量比为:碳纤维织物15%〜30%,超强聚乙烯纤维织物10%〜20%、高强玻璃纤维织物15%〜30%,不饱和聚酯树脂或环氧树脂40%〜55% ;以上使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g ;通过真空辅助成型工艺或RTM成型工艺,制备出高性能纤维复合材料制品。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其步骤为: 步骤1、将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层,铺放在一起; 步骤2、将高强碳纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪3〜5层,铺放在在一起; 步骤3、将已经表面等离子体处理过的高强.高模聚乙烯纤维平纹织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层,铺放在在一起; 步骤4、将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料规格裁剪2〜3层,铺放在在一起; 以上步骤I〜步骤4所使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g ; 步骤5、最后将步骤1、步骤2、步骤3、步骤4的织物,依次铺放在模具内,注入不饱和聚酯树脂或环氧树脂,然后起动液压机将上下模合拢;合模后采用RTM成型工艺,模具预热80°〜120°,加压30T〜100T / m2,固化20〜35分钟制成复合材料制品。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其步骤为: 步骤1、将高强玻璃纤维平纹织布或多轴向经编织物,按复合材料制品规格裁剪2〜3层铺放在一起; 步骤2、将高强碳纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料制品规格要求裁剪3〜5层铺放在一起; 步骤3、将已经表面等离子体处理过的高强.高模聚乙烯纤维平纹织物,按复合材料制品规格要求裁剪2〜3层铺放在一起; 步骤4、将高强玻璃纤维平纹织物或多轴向经编织物,按复合材料规格要求裁剪2〜3层铺放在一起; 以上步骤I〜步骤4所使用的三种高性能纤维织物,每平方米160g〜250g ; 步骤5、最后将步骤1、步骤2、步骤3、步骤4的织物,依次铺放在模具内,再在这多层纤维织物上覆盖高强塑料薄膜,在薄膜内放置树脂导流管,注入不饱和聚酯树脂或环氧树脂;采用真空辅助成型工艺,常温条件下时间为40分钟〜I小时,固化定型成复合材料制品。
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