CN109532058A - 一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法 - Google Patents

一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法 Download PDF

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李义
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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

本发明属于树脂基复合材料结构成型技术领域，涉及一种变厚度树脂基复合材料结构的制备方法。本发明借助等铺层材料厚度叠层结构形成变厚度预制体，然后通过该变厚度预制体固化制备变厚度复合材料结构。变厚度预制体由于借助等等铺层材料厚度叠层结构方式形成，消除了变厚度预制体形成时树脂流动的压力场或者纤维体分分布差异存在的可能，获得了高厚度精度的变厚度预制体，而再次对变厚度预制体热压固化时，其树脂体系已处于B阶高粘度状态，厚度精度已基本定型，可高厚度精度特征可以维持，从而最终获得了高厚度精度的变厚度复合材料结构。

Description

一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法
技术领域
本发明属于树脂基复合材料结构成型技术领域，涉及一种变厚度树脂基复合材料结构的制备方法。
背景技术
传统树脂基复合材料结构的形成过程：将预浸料、纤维织物或定型剂纤维织物等铺层材料先形成的叠层结构，然后利用自身树脂体系或者外来的树脂体系并借助面外(厚度)方向的热压作用完成树脂与纤维的复合固化，得到最终的树脂基复合材料结构。
传统方法中，附带下陷区等结构特征的变厚度树脂基复合材料结构直接由变厚度叠层结构固化制备形成，其成型过程中由于赋型压力是均匀的，变厚度区在成型过程中会因结构厚度差异导致厚度方向上压力分布不均，从而引起预浸料叠层在面内方向形成树脂流动的压力场或者纤维织物叠层的在面内方向上的纤维体分分布的不均，并最终导致复合材料结构难以具有高厚度精度特征，尤其对于大变厚度树脂基复合材料结构，其厚度精度劣势已在一定程度上制约了变厚度树脂基复合材料结构的推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提出一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，以满足变厚度尤其是大变厚度树脂基复合材料结构高厚度精度的制备需求。
本发明的技术解决方案是，
1)变厚度叠层结构铺贴：采用铺层材料在模具上铺贴形成变厚度叠层结构；
2)等铺层材料厚度叠层结构形成：在变厚度叠层结构的薄区的非贴模面上铺贴柔性隔离材料，将与变厚度叠层结构的铺层材料相同的材料作为补偿材料铺贴在柔性隔离材料上，形成等铺层材料厚度叠层结构；
3)变厚度预制体制备：将等铺层材料厚度叠层结构进行热压，得到等厚度预成型体，再将补偿材料及柔性隔离材料拆除，得到变厚度预制体；
4)变厚度预制体热压固化：将变厚度预制体热压固化，获得最终的变厚度树脂基复合材料结构。
所述的铺层材料包括预浸料、纤维织物或者定型剂纤维织物。
所述的柔性隔离材料是指厚度不大于0.02mm的柔性聚四氟材质薄膜。
所述的变厚度预制体的树脂动态粘度介于2000Pa·S与凝胶点之间。
所述将变厚度预制体热压固化时采用了工艺盖板。
所述的变厚度预制体的树脂动态粘度介于2000Pa·S与凝胶点之间时，将变厚度预制体热压固化时采用了工艺盖板。
本发明的优点和有益之处是：借助等铺层材料厚度叠层结构形成变厚度预制体，然后通过该变厚度预制体固化制备变厚度复合材料结构。变厚度预制体由于借助等等铺层材料厚度叠层结构方式形成，消除了变厚度预制体形成时树脂流动的压力场或者纤维体分分布差异存在的可能，获得了高厚度精度的变厚度预制体，而再次对变厚度预制体热压固化时，其树脂体系已处于B阶高粘度状态，厚度精度已基本定型，可高厚度精度特征可以维持，从而最终获得了高厚度精度的变厚度复合材料结构。
附图说明
图1：一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法流程图。其中，a.变厚度叠层结构；b.等铺层材料厚度叠层结构；c.变厚度预制体；d.变厚度树脂基复合材料结构；1.模具；2.薄区；3.柔性隔离材料；
具体实施方式
参见图1，一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，具体步骤如下：
1)变厚度叠层结构铺贴：采用铺层材料在模具1上铺贴形成变厚度叠层结构a，所述的铺层材料包括预浸料、纤维织物或者定型剂纤维织物；
2)等铺层材料厚度叠层结构形成：在变厚度叠层结构a的薄区2的非贴模面上铺贴柔性隔离材料3，将与变厚度叠层结构a的铺层材料相同的材料作为补偿材料铺贴在柔性隔离材料3上，形成等铺层材料厚度叠层结构b，所示柔性隔离材料3是指厚度不大于0.01mm的柔性聚四氟材质薄膜；
3)变厚度预制体制备：借助热压作用，使等铺层材料厚度叠层结构b形成等厚度预成型体，再将等厚度预成型体中的补偿材料及柔性隔离材料3拆除，得到变厚度预制体c；，所述变厚度预制体c的最优条件是其树脂的动态粘度数值介于2000Pa·S与凝胶点之间；
4)变厚度预制体热压固化：将变厚度预制体c热压固化，获得最终的变厚度树脂基复合材料结构d，所述变厚度预制体c热压固化的最佳条件是采用工艺盖板。
实施例1：采用热压罐-预浸料工艺制备附带一个下陷区的变厚度树脂基复合材料蒙皮A，其中蒙皮A的P4/P6/P8/P9/P11/P13铺层为框型丢层式结构，具体制备方法如下：
1)裁剪蒙皮A包括P4/P6/P8/P9/P11/P13在内的预浸料铺层片材，其中裁剪P4/P6/P8/P9/P11/P13铺层的框型丢层区后剩下的框型预浸料片材P4L/P6L/P8L/P9L/P11L/P13L保留备用；
2)在成型模具型面上铺贴蒙皮A预浸料片材叠层，针对蒙皮A预浸料片材叠层采用真空袋加压，拆除真空袋，在蒙皮A预浸料片材叠层的薄区先置入厚度为0.01mm的柔性无孔聚四氟材质的隔离膜，然后将框型预浸料片材P4L/P6L/P8L/P9L/P11L/P13L铺贴在柔性聚四氟材质的隔离膜上，形成等铺层材料厚度叠层结构；
3)将等铺层材料厚度叠层结构预固化至等铺层材料厚度叠层结构中的树脂粘度达到3000Pa·S状态，拆除柔性无孔聚四氟材质的隔离膜及框型预浸料片材P4L/P6L/P8L/P9L/P11L/P13L，获得变厚度结构形式的蒙皮A预制体，；
4)将蒙皮A预制体在工艺盖板辅助下再次热压固化，获得固化的变厚度树脂基复合材料蒙皮A。

Claims (6)

1.一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其具体步骤如下：
1)变厚度叠层结构铺贴：采用铺层材料在模具上铺贴形成变厚度叠层结构；
2)等铺层材料厚度叠层结构形成：在变厚度叠层结构的薄区的非贴模面上铺贴柔性隔离材料，将与变厚度叠层结构的铺层材料相同的材料作为补偿材料铺贴在柔性隔离材料上，形成等铺层材料厚度叠层结构；
3)变厚度预制体制备：将等铺层材料厚度叠层结构进行热压，得到等厚度预成型体，再将补偿材料及柔性隔离材料拆除，得到变厚度预制体；
4)变厚度预制体热压固化：将变厚度预制体热压固化，获得最终的变厚度树脂基复合材料结构。
2.如权利要求1所述的一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其特征是，所述的铺层材料包括预浸料、纤维织物或者定型剂纤维织物。
3.如权利要求1所述的一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其特征是，所述的柔性隔离材料是指厚度不大于0.02mm的柔性聚四氟材质薄膜。
4.如权利要求1所述的一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其特征是，所述的变厚度预制体的树脂动态粘度介于2000Pa·S与凝胶点之间。
5.如权利要求1所述的一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其特征是，所述将变厚度预制体热压固化时采用了工艺盖板。
6.如权利要求1所述的一种变厚度树脂基复合材料结构制备方法，其特征是，所述变厚度预制体的树脂动态粘度介于2000Pa·S与凝胶点之间时，将变厚度预制体热压固化时采用了工艺盖板。
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