CN108501401A - 一种轻质碳纤维板及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质碳纤维板及其制备工艺，一种轻质碳纤维板，由上至下依次由碳纤维3K预浸布、碳纤维预浸单向UD布、轻质环氧树脂玻纤布、碳纤维预浸单向UD布和碳纤维3K预浸布构成，一种轻质碳纤维板的制备工艺，包括以下步骤：S1、准备原材料；S2、材料切割制作；S3、配制指定厚度作业；S4、成型作业；S5、产品出炉；本发明所采用的方法比较简单，操作性简单，可以同时进行多个碳纤维板的生产，提高了工作效率，采用碳纤维3K预浸布、碳纤维预浸单向UD布和轻质环氧树脂玻纤布作为制作材料，可以大大地降低了碳纤维板的质量，提高了碳纤维板的使用功能。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其是一种轻质碳纤维板及其制备工艺。
背景技术
碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，碳纤维是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。
同钛、钢、铝等金属材料相比，碳纤维在物理性能上具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点，可以称为新材料之王。
碳纤维除了具有一般碳素材料的特性外，其外形有显著的各向异性柔软，可加工成各种织物，又由于比重小，沿纤维轴方向表现出很高的强度，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材，能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题，补强效果好，施工便捷。
采用优质碳纤维原料与良好基本树脂，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。
现有技术所生产的碳纤维板质量都比较重，不利于施工，而且现在的传统技术一般需要首先对成卷的树脂基碳纤维层进行裁切、叠层，并需要在环氧基树脂基碳纤维层和聚烯烃片材之间涂刷粘合剂，为了进一步提高粘合性，还需要在不同材料界面之间加上无纺布，然后一片一片的模压生产，生产效率非常低，影响了制作的成本。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种轻质碳纤维板，由上至下依次由碳纤维3K预浸布、碳纤维预浸单向UD布、轻质环氧树脂玻纤布、碳纤维预浸单向UD布和碳纤维3K预浸布构成。
所述碳纤维3K布和树脂比例在57％和43％范围。
所述碳纤维UD单向布与树脂比例在63％和37％范围。
一种轻质碳纤维板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、准备原材料，外购碳纤维3K预浸布，碳纤维预浸单向UD布，轻质环氧树脂玻纤布。
S2、材料切割制作，三种材料都用自动切割设备切为标准尺寸，分别放在配材料前的工作台面，原材料的准备工作完成。
S3、配制指定厚度作业，依产品所需要的厚度，按照板材的标准配比方式：总厚度＝碳纤维3K预浸布和碳纤维预浸单向UD布+轻质环氧树脂玻纤布+碳纤维3K预浸布和碳纤维预浸单向UD布来进行将产品需要配成标准厚度，碳纤维3K预浸布放在双面做表面，配料作业完成；
S4、成型作业，模具内框全部涂上离型剂，将配好的材料放在同一生产相符厚度的模具里面，然后将模具的上盖和下盖合模，模具内可以放数张板的材料,模具总厚度控制在100MM以内，推入100度高温油压台进行压制；
S5、产品出炉，把模具降至常温后，把模具移至工作台，把模具打开，把一张张的轻质碳纤维板就完成生产，就成了轻质碳纤维板了。
所述S4中的压制工艺如下：
压力2MPA，温度100度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到110度；
压力3MPA，温度110度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到120度；
压力4MPA，温度120度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到130度；
压力5MPA，温度130度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到140度；
压力6MPA，温度140度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到150度；
压力8MPA，温度150度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到160度；
保持压力8MPA和160度温度40分钟状态；
保持40分钟后，把整个模具移至降温的液压机，用8MPA的压力保持30分钟，30分钟后进行降温处理到常温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所采用的方法比较简单，操作性简单，可以同时进行多个碳纤维板的生产，提高了工作效率，采用碳纤维3K预浸布、碳纤维预浸单向UD布和轻质环氧树脂玻纤布作为制作材料，可以大大地降低了碳纤维板的质量，提高了碳纤维板的使用功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种轻质碳纤维板的结构示意图。
图中所示：碳纤维3K预浸布1、碳纤维预浸单向UD布2、轻质环氧树脂玻纤布3。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种轻质碳纤维板，由上至下依次由碳纤维3K预浸布1、碳纤维预浸单向UD布2、轻质环氧树脂玻纤布3、碳纤维预浸单向UD布2和碳纤维3K预浸布1构成。
所述碳纤维3K布1和树脂比例在57％和43％范围。
所述碳纤维UD单向布2与树脂比例在63％和37％范围。
一种轻质碳纤维板的制备工艺，包括以下步骤：
S1、准备原材料，外购碳纤维3K预浸布1，碳纤维预浸单向UD布2，轻质环氧树脂玻纤布3。
S2、材料切割制作，三种材料都用自动切割设备切为标准尺寸，分别放在配材料前的工作台面，原材料的准备工作完成。
S3、配制指定厚度作业，依产品所需要的厚度，按照板材的标准配比方式：总厚度＝碳纤维3K预浸布1和碳纤维预浸单向UD布2(占比30％)+轻质环氧树脂玻纤布(占比40％)+碳纤维3K预浸布1和碳纤维预浸单向UD布2(占比30％)来进行将产品需要配成标准厚度，碳纤维3K预浸布1放在双面做表面，配料作业完成；
S4、成型作业，模具内框全部涂上离型剂，将配好的材料放在同一生产相符厚度的模具里面，然后将模具的上盖和下盖合模，模具内可以放数张板的材料,模具总厚度控制在100MM以内，推入100度高温油压台进行压制；
S5、产品出炉，把模具降至常温后，把模具移至工作台，把模具打开，把一张张的轻质碳纤维板取出，就完成了轻质碳纤维板的生产。
所述S4中的压制工艺如下：
压力2MPA，温度100度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到110度；
压力3MPA，温度110度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到120度；
压力4MPA，温度120度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到130度；
压力5MPA，温度130度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到140度；
压力6MPA，温度140度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到150度；
压力8MPA，温度150度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到160度；
保持压力8MPA和160度温度40分钟状态；
保持40分钟后，把整个模具移至降温的液压机，用8MPA的压力保持30分钟，30分钟后进行降温处理到常温。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种轻质碳纤维板，其特征在于，由上至下依次由碳纤维3K预浸布、碳纤维预浸单向UD布、轻质环氧树脂玻纤布、碳纤维预浸单向UD布和碳纤维3K预浸布构成。
2.根据权利要求1所述的一种轻质碳纤维板，其特征在于，碳纤维3K布和树脂比例在57％和43％范围。
3.根据权利要求1所述的一种轻质碳纤维板，其特征在于，碳纤维UD单向布与树脂比例在63％和37％范围。
4.一种轻质碳纤维板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备原材料，外购碳纤维3K预浸布，碳纤维预浸单向UD布，轻质环氧树脂玻纤布；
S2、材料切割制作，三种材料都用自动切割设备切为标准尺寸，分别放在配材料前的工作台面，原材料的准备工作完成；
S3、配制指定厚度作业，依产品所需要的厚度，按照板材的标准配比方式：总厚度＝碳纤维3K预浸布和碳纤维预浸单向UD布+轻质环氧树脂玻纤布+碳纤维3K预浸布和碳纤维预浸单向UD布来进行将产品需要配成标准厚度，碳纤维3K预浸布放在双面做表面，配料作业完成；
S4、成型作业，模具内框全部涂上离型剂，将配好的材料放在同一生产相符厚度的模具里面，然后将模具的上盖和下盖合模，模具内可以放数张板的材料,模具总厚度控制在100MM以内，推入100度高温油压台进行压制；
S5、产品出炉，把模具降至常温后，把模具移至工作台，把模具打开，取出轻质碳纤维板，就完成了轻质碳纤维板的生产。
5.根据权利要求4所述的一种轻质碳纤维板的制备工艺，其特征在于，所述S4中的压制工艺如下：
压力2MPA，温度100度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到110度；
压力3MPA，温度110度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到120度；
压力4MPA，温度120度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到130度；
压力5MPA，温度130度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到140度；
压力6MPA，温度140度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到150度；
压力8MPA，温度150度，保持10分钟，第8分钟开始加温，到10分钟时温度到160度；
保持压力8MPA和160度温度40分钟状态；
保持40分钟后，把整个模具移至降温的液压机，用8MPA的压力保持30分钟，30分钟后进行降温处理到常温。
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