CN107415275A - 一种碳纤维复合材料pmi夹层结构圆杆成型工艺方法 - Google Patents

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    • 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
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括制备PMI预成型体；铺覆碳纤维预浸料；铺覆高能胶膜；安装PMI预成型体；铺覆高能胶膜；铺覆碳纤维预浸料；缠绕BOPP热缩膜；固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。与现有技术相比，本发明选用高能胶作为碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆固化的压力源，解决了使用PMI夹层结构制作复合材料圆杆内侧预浸料无法加压的难题。同时，高能胶与预浸料及PMI之间的结合力强，层间结合力高，不易产生分层，使用寿命长。

Description

一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法。
背景技术
为加强高速车辆、飞行器金属面板夹层构件的刚度、强度，减轻重量，降低噪音，通常都要对它采用金属或非金属蜂窝夹层结构。纸蜂窝夹层结构虽然具有较好的曲面加工性能，但它的强度、刚度、耐热性、隔音和阻燃性不如近年广泛采用在飞机、高速磁悬浮列出的面板-夹心泡沫塑料。而目前普遍使用的PF、PU泡沫塑料芯材仍存在低强度、脆性的不足。随着技术的发展，高强度、高韧性、高刚度、耐燃且可以加热或机械加工成型的聚甲基丙烯酰亚胺(polymethacrylimide，PMI)作为夹心材料的夹层结构应运而生。
PMI泡沫塑料是一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料。它以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)共聚物为基体树脂，具有良好的力学性能、热变形温度和化学稳定性，是高性能夹层结构复合材料的理想芯层材料。但现有技术中，对于圆杆形PMI夹层结构存在加工过程中PMI与预浸料无法加压，层间结合力较弱，容易脱层的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，解决预浸料及PMI之间的结合力弱的问题。
本发明的技术方案：碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤：
1)制备PMI预成型体；
2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；
3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；
4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；
5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；
6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；
7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；
8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。
优选的，所述步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。
优选的，PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至180～210℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。
优选的，所述BOPP热缩膜的膜宽度为4～10mm，重叠区域2～8mm，张力为15～30N。
优选的，所述碳纤维预浸料的厚度不大于2mm，高能胶膜的厚度为0.1～0.2mm，高能胶膜的厚度根据碳纤维预浸料的厚度而定。
有益效果：与现有技术相比，本发明选用高能胶作为碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆固化的压力源，解决了使用PMI夹层结构制作复合材料圆杆内侧预浸料无法加压的难题。同时，高能胶与预浸料及PMI之间的结合力强，层间结合力高，不易产生分层，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明：
实施例1
碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤；
1)制备PMI预成型体；
2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；
3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；
4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；
5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；碳纤维预浸料的厚度为2mm，高能胶膜的厚度为0.15mm。
6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；
7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；所述BOPP热缩膜的膜宽度为6mm，重叠区域4mm，张力为20N。
8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。
步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至200℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。
实施例2
碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤：
1)制备PMI预成型体；
2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；
3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；
4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；
5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；碳纤维预浸料的厚度为3mm，高能胶膜的厚度为0.21mm。
6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；
7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；所述BOPP热缩膜的膜宽度为8mm，重叠区域6mm，张力为24N。
8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。
步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至190℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。
按照上述实施例制备的夹层结构圆杆，各材料层与层之间结合紧密，不脱层，使用寿命长。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，其特征在于，包括如下几个步骤：
1)制备PMI预成型体；
2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；
3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；
4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；
5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；
6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；
7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；
8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。
2.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于，所述步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。
3.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于，PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至180～210℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。
4.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于，所述BOPP热缩膜的膜宽度为4～10mm，重叠区域2～8mm，张力为15～30N。
5.根据权利要求1所述的成型工艺方法，其特征在于，所述碳纤维预浸料的厚度不大于2mm，高能胶膜的厚度为0.1～0.2mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102166409A (zh) * 2011-05-23 2011-08-31 叶金吉 一种碳纤维高尔夫球杆杆身及成型方法
CN102848622A (zh) * 2012-09-06 2013-01-02 江苏兆鋆新材料科技有限公司 一种具有pmi泡沫芯材的夹芯材料及其制备方法
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