CN105109068A - 一种非热压罐成型预浸料制备方法 - Google Patents

一种非热压罐成型预浸料制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105109068A
CN105109068A CN201510556683.3A CN201510556683A CN105109068A CN 105109068 A CN105109068 A CN 105109068A CN 201510556683 A CN201510556683 A CN 201510556683A CN 105109068 A CN105109068 A CN 105109068A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
prepreg
autoclave
viscosity
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510556683.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105109068B (zh
Inventor
徐辰
陈帅金
单瑞俊
吴国庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Hengshen Co Ltd filed Critical Jiangsu Hengshen Co Ltd
Priority to CN201510556683.3A priority Critical patent/CN105109068B/zh
Publication of CN105109068A publication Critical patent/CN105109068A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105109068B publication Critical patent/CN105109068B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/50—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC]
    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing

Abstract

本发明公开了一种非热压罐成型预浸料制备方法，该预浸料制备方法，首先通过调整树脂的粘度和凝胶时间等基本性能，使其适用于非热压罐工艺预浸料；其次，使用单面膜含浸法控制树脂对干纤维浸润的程度，使预浸料层内存在干纤维，固化时气体通过此通道能够有效的排出，进而减小孔隙率，提高复合材料制件的性能。

Description

一种非热压罐成型预浸料制备方法
技术领域
本发明属于高性能复合材料制备技术领域，涉及一种适用于非热压罐成型的预浸料制备方法。
背景技术
复合材料具有高比强度高比模量、抗疲劳、耐腐蚀性能、可设计性、成型工艺性好等一系列优点，因而被广泛应用航空航天器。目前，在复合材料制造技术领域多采用热压罐预浸料成型技术，但其高昂的成型工艺成本和热压罐尺寸的限制在一定程度上制约着其应用范围的扩大。为了降低成本，非热压罐预浸料成型技术应运而生。非热压罐预浸料成型技术即材料固化成型只需要通过提供一个真空压力即可，而这正是非热压罐预浸料成型技术需要突破的难点，如何在一个真空压力下控制制件的孔隙率，并使其性能达到热压罐固化的性能。传统的热压罐预浸料，通过热压罐的高压作用，将固化过程中产生的任何气体溶解在树脂中，以此抑制孔隙率的生成。但是对于非热压罐预浸料而言，固化过程中只有一个真空大气压，因此如何在一个大气压的压力下，将气体排出，降低复合材料的孔隙是非热压罐预浸料技术需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，解决传统预浸料使用非热压罐工艺制备的板材性能低、孔隙率高等问题。
本发明提供的技术方案是：
一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法：
1)调整树脂的粘度，使树脂在低温70℃-80℃下具有较高的粘度100Pa.s-400Pa.s；同时在高温120℃-130℃下具有较低的粘度5Pa.s-10Pa.s；其次，在高温120℃-130℃下具有较长的凝胶时间100min-160min，以使树脂适用于非热压罐预浸料成型。
2)将混合的树脂加热到粘度在200Pa.s-260Pa.s，采用纤维织物作为增强体，采用涂膜工艺制备单面胶膜，调节涂膜速度在2m/min-8m/min之间，涂膜间隙在0.1mm-0.5mm之间来控制所需胶膜的面密度；
3)将制备的单面胶膜进行预浸料含浸工艺的操作：控制含浸温度，使树脂的粘度在40Pa.s-80Pa.s之间，控制压辊间隙在0.2mm-0.5mm之间，调节含浸速度为2m/min-8m/min，同时监测树脂浸润纤维表面的形式，使预浸料中未被浸润的干纤维厚度比例在60％-80％，进而完成非热压罐预浸料的制备。
制备预浸料所用的树脂基体可以是环氧树脂、双马来酰亚胺、苯并噁嗪或不饱和聚酯树脂中的一种或者多种。
制备预浸料所用的纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维中的一种。
在预浸料制备工艺中，涂膜时树脂最佳粘度为200Pa.s-230Pa.s，含浸时树脂最佳粘度为60Pa.s-70Pa.s，最佳压辊间隙0.3mm-0.4mm，最佳含浸速度3m/min-5m/min。
本发明的有益效果：
本发明的预浸料制备方法，首先通过调整树脂的粘度和凝胶时间等基本性能，使其适用于非热压罐工艺预浸料；其次，使用单面膜含浸法控制树脂对干纤维浸润的程度，使预浸料层内存在干纤维，固化时气体通过此通道能够有效的排出，进而减小孔隙率，提高复合材料制件的性能。
说明书附图
图1为本发明制备的非热压罐预浸料的截面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
选择高温环氧树脂体系，调整树脂配方，研究流变特性和树脂的凝胶时间，使其在低温下具有较高的粘度，在高温下具有较低的粘度，比如，在70℃-80℃下具有的粘度为100Pa.s-400Pa.s，在120℃-130℃下具有的粘度为5Pa.s-10Pa.s，以保证生产的预浸料在固化过程中存在部分干纤维的同时，树脂能够充分流动排出气体；同时在高温下使树脂具有较长的凝胶时间，如在130℃下具有120min-140min的凝胶时间，以保证树脂在固化前有足够的时间将气体排出。预浸料采用碳纤维织物作为增强体，碳纤维织物面密度为220gsm，其中碳纤维织物与树脂的总量比例为6:4。选取粘度为220Pa.s，温度低于80℃时采取涂膜工艺制备单面胶膜，调节涂膜速度在2m/min-8m/min之间，涂膜间隙在0.1mm-0.5mm之间来控制所需胶膜的面密度。将生产的单面胶膜进行含浸，加热胶膜使树脂粘度为70Pa.s，调节压辊间隙0.24mm，含浸速度4m/min，使树脂逐渐由下而上浸润，使预浸料中未被树脂浸润的干纤维厚度占纤维厚度的比例在60％-80％，同时监测树脂浸润纤维表面的形式，观察树脂是否从织物交织点渗透出来，如果渗透出来说明预浸料制备完成。图1是非热压罐预浸料的截面示意图，从图中可以看出树脂浸润纤维的形式。
表1是用上述预浸料分别使用热压罐和非热压罐两种工艺制备板材并测试的数据结果：
表1
非热压罐 热压罐
孔隙率(％) ＜1.5％ ＜1.5％
层间剪切(MPa) 78 80
从表1中可以看出，本专利申请的用于非热压罐成型的预浸料使用非热压罐工艺制备的板材性能基本等同于热压罐板材性能，解决了传统的预浸料使用非热压罐工艺制备的板材性能低、孔隙率高等问题；同时成本较为低廉。

Claims (8)

1.一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于：
1)调整树脂的粘度，使树脂在低温70℃-80℃下具有较高的粘度100Pa.s-400Pa.s；同时在高温120℃-130℃下具有较低的粘度5Pa.s-10Pa.s；
2)调整树脂的凝胶时间，使树脂在在高温120℃-130℃下具有较长的凝胶时间100min-160min，以使树脂适用于非热压罐预浸料成型；
3)将树脂加热到粘度在200Pa.s-260Pa.s，采用纤维织物作为增强体，采用涂膜工艺制备单面胶膜，调节涂膜速度在2m/min-8m/min之间，涂膜间隙在0.1mm-0.5mm之间来控制所需胶膜的面密度；
3)将制备的单面胶膜进行预浸料含浸工艺的操作：控制含浸温度，使树脂的粘度在40Pa.s-80Pa.s之间，控制压辊间隙在0.2mm-0.5mm之间，调节含浸速度为2m/min-8m/min，同时监测树脂浸润纤维表面的形式，使树脂逐渐由下而上浸润，使预浸料中未被树脂浸润的干纤维厚度比例在60％-80％，进而完成非热压罐预浸料的制备。
2.根据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，制备预浸料所用的树脂基体是环氧树脂、双马来酰亚胺、苯并噁嗪或不饱和聚酯树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，制备预浸料所用的纤维是玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，涂膜时树脂粘度为200Pa.s-230Pa.s。
5.根据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，含浸时树脂粘度为60Pa.s-70Pa.s。
6.根据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，含浸时压辊间隙为0.3mm-0.4mm。
7.据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，含浸的速度为3m/min-5m/min。
8.据权利要求1所述的一种用于非热压罐成型的预浸料制备方法，其特征在于，所述的纤维织物面密度为220gsm。
CN201510556683.3A 2015-09-02 2015-09-02 一种非热压罐成型预浸料制备方法 Active CN105109068B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510556683.3A CN105109068B (zh) 2015-09-02 2015-09-02 一种非热压罐成型预浸料制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510556683.3A CN105109068B (zh) 2015-09-02 2015-09-02 一种非热压罐成型预浸料制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105109068A true CN105109068A (zh) 2015-12-02
CN105109068B CN105109068B (zh) 2018-02-06

Family

ID=54657282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510556683.3A Active CN105109068B (zh) 2015-09-02 2015-09-02 一种非热压罐成型预浸料制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105109068B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108017796A (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种预浸料及其制造方法
CN108749038A (zh) * 2018-05-02 2018-11-06 江苏恒神股份有限公司 一种真空袋固化碳纤维预浸料及其图案化制造技术
CN110561648A (zh) * 2019-07-26 2019-12-13 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种非热压罐成型中温固化预浸料制备方法
CN114103172A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 中航复合材料有限责任公司 一种非对称浸润高准直高表面粘性织物预浸料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040062858A1 (en) * 2001-12-18 2004-04-01 Tetsuro Sato Prepreg production method and prepeg production device and prepreg obtained by the production method and production method for insulating layer attached copper foil and insulating layer attached copper foil obtained by the production method
CN104629265A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 苏州苏月新材料有限公司 一种芳纶纤维编织布预浸料及其制备方法
CN104647636A (zh) * 2015-01-16 2015-05-27 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种具有层内导气通路的梯度预浸料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040062858A1 (en) * 2001-12-18 2004-04-01 Tetsuro Sato Prepreg production method and prepeg production device and prepreg obtained by the production method and production method for insulating layer attached copper foil and insulating layer attached copper foil obtained by the production method
CN104647636A (zh) * 2015-01-16 2015-05-27 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种具有层内导气通路的梯度预浸料的制备方法
CN104629265A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 苏州苏月新材料有限公司 一种芳纶纤维编织布预浸料及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108017796A (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 深圳光启尖端技术有限责任公司 一种预浸料及其制造方法
CN108749038A (zh) * 2018-05-02 2018-11-06 江苏恒神股份有限公司 一种真空袋固化碳纤维预浸料及其图案化制造技术
CN108749038B (zh) * 2018-05-02 2020-03-24 江苏恒神股份有限公司 一种真空袋固化碳纤维预浸料的图案化制造技术
CN110561648A (zh) * 2019-07-26 2019-12-13 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种非热压罐成型中温固化预浸料制备方法
CN110561648B (zh) * 2019-07-26 2021-10-15 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种非热压罐成型中温固化预浸料制备方法
CN114103172A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 中航复合材料有限责任公司 一种非对称浸润高准直高表面粘性织物预浸料的制备方法
CN114103172B (zh) * 2021-11-26 2023-11-03 中航复合材料有限责任公司 一种非对称浸润高准直高表面粘性织物预浸料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105109068B (zh) 2018-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1507647B1 (en) Controlled atmospheric pressure resin infusion process
CN107189354B (zh) 一种石墨烯纳米片增强碳纤维复合材料的制备方法
CN105109068A (zh) 一种非热压罐成型预浸料制备方法
CN106808715B (zh) 一种碳纤维复合材料汽车零部件的制备方法
US20190232575A1 (en) Semi-automatic membrane-assisted compression molding process
EP3131742A1 (en) Method of manufacturing a composite part
CN104945854B (zh) 短切碳纤维层间增强纤维复合材料的制备方法
CN104647636A (zh) 一种具有层内导气通路的梯度预浸料的制备方法
CN110982225B (zh) 一种预浸料及其制备方法
CN101450493A (zh) 改性木材、竹材胶合模板的制作方法
CN103568447B (zh) 层压成型装置及其制备热固性高分子基复合材料的方法
CN110561648B (zh) 一种非热压罐成型中温固化预浸料制备方法
CN115975346B (zh) 一种ooa固化预浸料用环氧树脂预混物及其制备方法
US11772357B2 (en) Surface veil and surface film integrated prepreg layer and processes for making the same
CN114311870B (zh) 一种防热隔热双梯度功能复合材料及其制备方法
CN111002506B (zh) 一种复合材料及其ooa制备方法
CN111016377B (zh) 一种夹层结构复合材料及其ooa制备方法
CN105619837A (zh) 一种汽车用预氧丝增强热塑性复合材料制品及其制备方法
CN104401070A (zh) 一种兼具复合材料定型-增韧双功能的非织造布
CN114670466A (zh) 具有高冲击后压缩强度的层压板及其制备方法
Du et al. Flow simulation and optimization of the car bumper beam by VARTM process
CN114932693B (zh) 高开孔拉伸强度的碳纤维复合材料层压板的制备方法
CN113563695B (zh) 一种环氧树脂改性固化工艺及热固型环氧树脂复合物
CN114030202A (zh) 生产热固性酚醛树脂基复合材料的方法
CN115742371A (zh) 生产热固性酚醛树脂基复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant