CN106739009A - 一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)根据蜂窝状立体织物的孔洞选择适宜尺寸的模具；将所述的模具紧贴织物放入蜂窝状立体织物的孔洞中；(2)使树脂完全浸入蜂窝状立体织物的纤维中对该蜂窝状立体织物进行复合成型；(3)将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化4～6小时，其中，第1～2小时：120℃保温，剩余时间：180℃保温至完全固化；(4)将加热固化后的蜂窝状立体织物与模具的组合体从烘箱中取出冷却；(5)脱模：将模具从蜂窝状立体织物中取出；(6)将蜂窝状立体织物切割，修整至最终成品。
Description
技术领域
本发明涉及一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
背景技术
中国专利“一种蜂窝状孔洞组合的立体织物”专利号：201620554493.8，该专利公开了一种蜂窝状孔洞组合的立体织物，该织物性能上具有耐腐蚀、保温、隔音、阻燃、透波性能优异的特点；强度上具有高的比强度、比刚度、抗冲击、抗分层及突出的抗疲劳性能。可设计性强，织物可采用玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维等高性能体系材料。
但是由于该织物是由纤维制造而成的，属于柔性材料，刚度很弱，无法充分发挥蜂窝状孔洞材料比强度高、比刚度大、抗冲击性能好等优点。随着航天航空、交通运输、民用建筑、生物医用和体育器材等领域技术的发展，对蜂窝状孔洞组合的立体织物的弹性、灵活性、高能量韧性和抗冲击性能有更高的要求，因此需要对该蜂窝状孔洞组合的立体织物做进一步处理，以提高其各方面的性能，适应技术发展的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供由上述方法制备的整体成型蜂窝状立体织物复合材料。
本发明的又一目的在于提供一种蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据蜂窝状立体织物的孔洞选择适宜尺寸的模具；将所述的模具紧贴织物放入蜂窝状立体织物的孔洞中；
(2)使树脂完全浸入蜂窝状立体织物的纤维中对该蜂窝状立体织物进行复合成型；
(3)将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化4～6小时，其中，第1～2小时：120℃保温，剩余时间：180℃保温至完全固化；
(4)将加热固化后的蜂窝状立体织物与模具的组合体从烘箱中取出冷却；
(5)脱模：将模具从蜂窝状立体织物中取出；
(6)将蜂窝状立体织物切割，修整至最终成品。
作为一种优选技术方案，步骤(3)将蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化5小时，第1小时：120℃保温，剩余4小时：180℃保温至完全固化。
步骤(2)所述的树脂为环氧树脂，酚醛树脂或不饱和树脂
步骤(2)所述复合成型的方法为手糊成型、抽真空成型或RTM复合成型。
所述蜂窝状立体织物的成型方式为编织成型、机织成型、缝合成型或粘接成型。
所述的蜂窝状立体织物为碳纤维织物、芳纶纤维织物、玻璃纤维织物、玄武岩纤维织物或聚乙烯纤维织物。
所述模具横截面的形状为正六边形，正方形，圆形、三角形或其他形状。
由上述的方法制备的整体成型蜂窝状立体织物复合材料。
一种蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统，该系统包括树脂搅拌机、树脂压注机、真空袋、树脂收集装置和烘箱，所述树脂搅拌机的树脂输出端通过管路连通所述树脂压注机的树脂输入端，所述树脂压注机的树脂输出端通过管路连通所述真空袋的树脂输入端，所述真空袋的树脂输出端通过管路连通所述树脂收集装置的树脂输入端。所述树脂搅拌机和树脂压注机的结构为本领域技术人员所公知，所述的树脂收集装置为树脂收集容器。
使用时，将蜂窝状立体织物置入真空袋中，将树脂注入树脂搅拌机中搅拌均匀后通过管路输入树脂压注机中，通过加注机将树脂加压注入真空袋中，使树脂完全浸入蜂窝状立体织物的纤维中对该蜂窝状立体织物进行复合成型，将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化后脱模即可得到整体成型蜂窝状立体织物复合材料。
本发明的有益效果：
本发明所制备的整体成型蜂窝状立体织物复合材料力学性能优异，具有很高的比强度和比刚度，抗冲击性能好，同时也具有密度小、耐腐蚀、耐高温等优秀的理化性能，在航空航天、国防军工、船舶制造、体育器材和医疗卫生领域具有广阔应用前景。
附图说明
图1为蜂窝状立体织物的立体型状图。
图2为蜂窝状立体织物的俯视图。
图3为蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统的结构图
具体实施方式
实施例1一种蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统
如图3所示，该系统包括树脂搅拌机1、树脂压注机2、真空袋3、树脂收集装置4和烘箱6，所述树脂搅拌机1的树脂输出端通过管路连通所述树脂压注机2的树脂输入端，所述树脂压注机2的树脂输出端通过管路连通所述真空袋3的树脂输入端，所述真空袋3的树脂输出端通过管路连通所述树脂收集装置4的树脂输入端。所述树脂搅拌机1和树脂压注机2的结构为本领域技术人员所公知，所述的树脂收集装置4为树脂收集容器。使用时，将孔洞中置入模具的蜂窝状立体织物5置入真空袋3中，将树脂注入树脂搅拌机1中搅拌均匀后通过管路输入树脂压注机2中，通过树脂压注机2将树脂加压注入真空袋3中，使树脂完全浸入蜂窝状立体织物5的纤维中对该蜂窝状立体织物进行复合成型，将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱6中加热固化后脱模即可得到整体成型蜂窝状立体织物复合材料。
实施例2整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法
(1)根据蜂窝状立体织物的孔洞选择适宜尺寸的模具；将所述的模具紧贴织物放入蜂窝状立体织物的孔洞中；以孔洞横截面形状为正六边形的蜂窝状立体织物为例(如图1和图2所示)，所述模具横截面的形状为正六边形；
(2)使环氧树脂完全浸入蜂窝状立体织物的纤维中对该蜂窝状立体织物进行RTM复合成型(可采用实施例1所述的蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统)；
(3)将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化5小时，其中，第1小时：120℃保温，剩余4小时：180℃保温至完全固化；
(4)将加热固化后的蜂窝状立体织物与模具的组合体从烘箱中取出置入室内常温状态下冷却4小时；
(5)脱模：用工装将模具从蜂窝状立体织物中取出；
(6)将蜂窝状立体织物切割，修整至最终成品。
所述蜂窝状立体织物的成型方式为编织成型、机织成型、缝合成型或粘接成型。所述的蜂窝状立体织物为碳纤维织物、芳纶纤维织物、玻璃纤维织物、玄武岩纤维织物或聚乙烯纤维织物。
本发明所制备的整体成型蜂窝状立体织物复合材料力学性能优异，具有很高的比强度和比刚度，抗冲击性能好，同时也具有密度小、耐腐蚀、耐高温等优秀的理化性能，在航空航天、国防军工、船舶制造、体育器材和医疗卫生领域具有广阔应用前景。
Claims (9)
1.一种整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)根据蜂窝状立体织物的孔洞选择适宜尺寸的模具；将所述的模具紧贴织物放入蜂窝状立体织物的孔洞中；
(2)使树脂完全浸入蜂窝状立体织物的纤维中对该蜂窝状立体织物进行复合成型；
(3)将复合成型后的蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化4～6小时，其中，第1～2小时：120℃保温，剩余时间：180℃保温至完全固化；
(4)将加热固化后的蜂窝状立体织物与模具的组合体从烘箱中取出冷却；
(5)脱模：将模具从蜂窝状立体织物中取出；
(6)将蜂窝状立体织物切割，修整至最终成品。
2.根据权利要求1所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)将蜂窝状立体织物与模具的组合体放入烘箱中加热固化5小时，第1小时：120℃保温，剩余4小时：180℃保温至完全固化。
3.根据权利要求1所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的树脂为环氧树脂，酚醛树脂或不饱和树脂。
4.根据权利要求1所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述复合成型的方法为手糊成型、抽真空成型或RTM复合成型。
5.根据权利要求1或2所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：所述蜂窝状立体织物的成型方式为编织成型、机织成型、缝合成型或粘接成型。
6.根据权利要求5所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：所述的蜂窝状立体织物为碳纤维织物、芳纶纤维织物、玻璃纤维织物、玄武岩纤维织物或聚乙烯纤维织物。
7.根据权利要求1所述的整体成型蜂窝状立体织物复合材料的制备方法，其特征在于：所述模具横截面的形状为正六边形，正方形，圆形、三角形或其他形状。
8.由权利要求1～7中任一所述的方法制备的整体成型蜂窝状立体织物复合材料。
9.一种蜂窝状立体织物复合材料的整体成型系统，其特征在于该系统包括树脂搅拌机、树脂压注机、真空袋、树脂收集装置和烘箱，所述树脂搅拌机的树脂输出端通过管路连通所述树脂压注机的树脂输入端，所述树脂压注机的树脂输出端通过管路连通所述真空袋的树脂输入端，所述真空袋的树脂输出端通过管路连通所述树脂收集装置的树脂输入端。
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