CN105082574A - 用于rtm工艺的增强材料及其制备方法 - Google Patents

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薛海霞
王红立
潘立国
李宁
时宏杰
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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Abstract

本发明涉及复合材料技术领域，尤其是一种用于RTM工艺的增强材料及其制备方法。该预成型体包括玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维，碳纤维、凯夫拉纤维和玻璃纤维形成双轴向纬编织纤维布。本发明的有益效果是：采用连续纤维，因此增强材料预成型体结构具有整体性，成型时施加了压力，提高了质密度，有效解决传统RTM等工艺生产效率低、尺寸稳定性差的问题；将碳纤维、凯夫拉纤维变形呈弯曲形状，提高纤维的拉伸、冲击、弯曲等性能，尺寸稳定性好，复合材料制造成本低，实现了多样化和复杂结构。

Description

用于RTM工艺的增强材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其是一种用于RTM工艺的增强材料及其制备方法。
背景技术
树脂传递模塑简称RTM，是一种闭模成型工艺方法，其基本工艺过程为：将液态热固性树脂及固化剂，由计量设备分别从储桶内抽出，经静态混合器混合均匀，注入事先铺有纤维增强材料的密封模内，经固化、脱模、后加工成制品。
RTM（树脂传递模塑）成型具有生产效率高，制品质量稳定，可采用多维编织制造出具有良好表面质量、高精度、低孔隙率的复杂构件，操作环境好，模具成本低，设备投资少等特点，是制造中、小型复合材料制品的理想工艺方法。
但RTM技术得到的复合材料普遍存在以下问题：(1)纤维含量较低(一般约50％)；(2)大面积、结构复杂的模具型腔内，树脂流动不均衡，而这个动态过程无法观察，更不能进行预测和控制，得到的复合材料结构简单；（3）现工艺多采用复合毡，但其强度不足，采用编织纤维质地较硬，与模具表面贴合性差，易出现富树脂区域，进而影响产品质量：如开裂、应力集中、含胶量不均匀而导致收缩性不一致引起变形。
发明内容
本发明公开一种用于RTM工艺的增强材料及其制备方法，克服上述采用RTM工艺成型复合材料存在的问题。采用本发明所述方法对连续纤维进行预成型，可使连续纤维很好的贴服在模具表面，一方面减少铺设纤维的人工时间，另一方面保证产品质量。
本发明采用以下技术方案：用于RTM工艺的增强材料预成型体，包括玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维，碳纤维、凯夫拉纤维和玻璃纤维形成双轴向纬编织纤维布。
所述玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维均为连续纤维。
用于RTM工艺的增强材料预成型体的制备方法，包括以下步骤：
（a）将碳纤维、凯夫拉纤维混合，制成混合纱层，于经向衬入一层混合纱层，于纬向衬入一层混合纱层，以玻璃纤维做为捆绑纱，形成双轴向纬编织纤维布；
（b）将其按照产品要求尺寸进行裁剪，放入模具中，表面喷定型胶，进行预压成型，压力为100-200t/m2；
（c）清理模具，然后打脱模蜡或抹脱模水，手刷或喷射施工胶衣；
（d）将步骤（b）所得的编织物裁剪，铺设在模具上；
（e）将半透明的上模合于其上，在锁模区域进行抽真空使上下模锁紧；
（f）夹紧进树脂管，对整个体系抽真空，将加入固化剂的树脂导入体系中；
（g）树脂凝胶固化后，去掉上模，从模具上取出制品并进行后处理。
本发明的有益效果是：采用连续纤维，因此增强材料预成型体结构具有整体性，成型时施加了压力，提高了质密度，有效解决传统RTM等工艺生产效率低、尺寸稳定性差的问题；将碳纤维、凯夫拉纤维变形呈弯曲形状，提高纤维的拉伸、冲击、弯曲等性能，尺寸稳定性好，复合材料制造成本低，实现了多样化和复杂结构。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步描述。
本发明的用于RTM工艺的增强材料预成型体，包括玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维，碳纤维、凯夫拉纤维和玻璃纤维形成双轴向纬编织纤维布，玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维均为连续纤维。采用连续编织纤维比传统使用的复合毡强度要好；采用预成型工艺，纤维与模具表面贴合性好，避免人工铺设纤维所造成的大量工时，缩短模具占用时间，提高模具利用率。同时与模具贴合性好，含胶量均匀，制作产品质量好。
上述本实施例的用于RTM工艺的增强材料预成型体的制备方法，包括以下步骤：
（a）将碳纤维、凯夫拉纤维混合，制成混合纱层，于经向衬入一层混合纱层，于纬向衬入一层混合纱层，以玻璃纤维做为捆绑纱，形成双轴向纬编织纤维布；
（b）将其按照产品要求尺寸进行裁剪，放入模具中，表面喷定型胶，进行预压成型，压力是100-200t/m2；
（c）清理模具，然后打脱模蜡或抹脱模水，手刷或喷射施工胶衣；
（d）将步骤（b）所得的编织物裁剪，铺设在模具上；
（e）将半透明的上模合于其上，在锁模区域进行抽真空使上下模锁紧；
（f）夹紧进树脂管，对整个体系抽真空，将加入固化剂的树脂导入体系中；
（g）树脂凝胶固化后，去掉上模，从模具上取出制品并进行后处理。

Claims (3)

1.一种用于RTM工艺的增强材料预成型体，其特征在于：包括玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维，碳纤维、凯夫拉纤维和玻璃纤维形成双轴向纬编织纤维布。
2.根据权利要求2所述的用于RTM工艺的增强材料预成型体，其特征在于：所述玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维均为连续纤维。
3.用于RTM工艺的增强材料预成型体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）将碳纤维、凯夫拉纤维混合，制成混合纱层，于经向衬入一层混合纱层，于纬向衬入一层混合纱层，以玻璃纤维做为捆绑纱，形成双轴向纬编织纤维布；
（b）将其按照产品要求尺寸进行裁剪，放入模具中，表面喷定型胶，进行预压成型，压力为100-200t/m2；
（c）清理模具，然后打脱模蜡或抹脱模水，手刷或喷射施工胶衣；
（d）将步骤（b）所得的编织物裁剪，铺设在模具上；
（e）将半透明的上模合于其上，在锁模区域进行抽真空使上下模锁紧；
（f）夹紧进树脂管，对整个体系抽真空，将加入固化剂的树脂导入体系中；
（g）树脂凝胶固化后，去掉上模，从模具上取出制品并进行后处理。
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