CN111452396A - 一种碳纤维预浸料生产的放纱方法 - Google Patents

一种碳纤维预浸料生产的放纱方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，首先使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化；将纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度；纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂，并为纤维束施加少量初级的树脂层；制作预浸料，首先将树脂倒入镀膜机，纸上镀了一层湿的薄树脂膜；高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间，冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集，实现了碳纤维预浸料生产，非常实用。

Description

一种碳纤维预浸料生产的放纱方法
技术领域
本发明属于碳纤维预浸料生产技术领域，具体涉及一种碳纤维预浸料生产的放纱方法。
背景技术
预浸料是制造复合材料及其制件的中间材料，构成了复合材料的基本单元，其质量的均匀性和稳定性，是保证复合材料及其制件质量和可靠性的重要环节。树脂基复合材料(RMC)的高比强度和比刚度，可设计性能好，能有效减轻航天器的结构质量，是当今宇航材料的发展重点，正逐渐取代传统的金属材料。然而，随着宇航技术的新发展，环氧树脂(EP)由于其介电性能、耐热性、尺寸稳定性和耐湿性不佳而使用率逐渐减小。而聚酰亚胺(PI)、双马来酰亚胺(BMI)和聚醚醚酮(PEEK)等新材料，虽然耐热性、介电性能有了很大提高，但却又存在着溶解性差、成型温度高等工艺上的缺陷，有待进一步改进。近年来，氰酸酯树脂(CE)因其性能综合了BMI等的耐高温和 EP的良好工艺性，且介电性能极佳，具有极广泛的应用前景，成为继PI和 BMI之后的又一高性能宇航复合材料基体树脂。近年来，卫星、飞船等空间飞行器上碳纤维复合材料的使用量逐年增加，尤其是碳纤维预浸料复合材料已广泛应用于卫星的中心承力筒、基板、连接架等主体结构中，满足了航天器的多项功能性需求。
因此急需一种碳纤维预浸料生产的放纱方法。
发明内容
本发明的目的在于提供：一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，生产步骤如下：
S1：首先使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化；
S2：将纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度；
S3：纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂，并为纤维束施加少量初级的树脂层；
S4：卷轴将制成的纤维束卷成卷，买家既可将它编织成碳纤维制品，或使用树脂制成预浸料；
S5：制作预浸料，首先将树脂倒入镀膜机，纸上镀了一层湿的薄树脂膜；
S6：另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布，将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机；
S7：碳纤维单向布被送入的过程中，加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收；
S8：碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；
S9：冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集。
进一步的，塑料纤维通过氧化炉，持续几分钟，温度480F左右，从空气中夺取氧粒子，这个过程对纤维的原子结构进行了重排，从而使得纤维束获得了抗高温能力。
进一步的，氧化时，纤维束颜色最终变为了黑色。
进一步的，碳化过程，纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去了大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度。
进一步的，预浸是复合材料成型的重要工艺，它是将织物进行热处理或表面化学处理，包括浸渍树脂、烘干、收卷、剪裁等一系列工艺，主要用于层压、卷制、布带缠绕和裱糊成型，碳纤维浸料就是将碳纤维纱与环氧树脂等复合而成的材料。
进一步的，其纸使用了脱模剂进行了预处理。
进一步的，所述聚酯膜覆为保护膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化，并碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集，实现了碳纤维预浸料的生产，非常方便。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
为了便于理解本发明，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种技术方案：
一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，生产步骤如下：
S1：首先使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化；
S2：将纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度；
S3：纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂，并为纤维束施加少量初级的树脂层；
S4：卷轴将制成的纤维束卷成卷，买家既可将它编织成碳纤维制品，或使用树脂制成预浸料；
S5：制作预浸料，首先将树脂倒入镀膜机，纸上镀了一层湿的薄树脂膜；
S6：另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布，将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机；
S7：碳纤维单向布被送入的过程中，加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收；
S8：碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；
S9：冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，塑料纤维通过氧化炉，持续几分钟，温度480F左右，从空气中夺取氧粒子，这个过程对纤维的原子结构进行了重排，从而使得纤维束获得了抗高温能力。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，氧化时，纤维束颜色最终变为了黑色。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，碳化过程，纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去了大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，预浸是复合材料成型的重要工艺，它是将织物进行热处理或表面化学处理，包括浸渍树脂、烘干、收卷、剪裁等一系列工艺，主要用于层压、卷制、布带缠绕和裱糊成型，碳纤维浸料就是将碳纤维纱与环氧树脂等复合而成的材料。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，其纸使用了脱模剂进行了预处理。
为了进一步提高一种碳纤维预浸料生产的放纱方法的使用功能，所述聚酯膜覆为保护膜。
工作原理：首先使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化；
S2：将纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度；
S3：纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂，并为纤维束施加少量初级的树脂层；
S4：卷轴将制成的纤维束卷成卷，买家既可将它编织成碳纤维制品，或使用树脂制成预浸料；
S5：制作预浸料，首先将树脂倒入镀膜机，纸上镀了一层湿的薄树脂膜；
S6：另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布，将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机；
S7：碳纤维单向布被送入的过程中，加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收；
S8：碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；
S9：冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (7)

1.一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于，生产步骤如下：
S1：首先使用塑料纤维束作为原材料，然后通过氧化炉氧化；
S2：将纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度；
S3：纤维束通过离子水，从而更好的吸收树脂，并为纤维束施加少量初级的树脂层；
S4：卷轴将制成的纤维束卷成卷，买家既可将它编织成碳纤维制品，或使用树脂制成预浸料；
S5：制作预浸料，首先将树脂倒入镀膜机，纸上镀了一层湿的薄树脂膜；
S6：另一台机器将200-300束碳纤维制成单向碳纤维布，将两轴树脂镀层纸放入树脂浸渍机；
S7：碳纤维单向布被送入的过程中，加热元件对其进行加热以加速后期的树脂吸收；
S8：碳纤维单向布经过两层树脂纸之间，高压热滚轴使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；
S9：冷却盘将液态树脂变成胶状，树脂变成胶状后，脱模剂预处理过的纸就可以轻松被移除，使用聚酯膜覆盖预浸料表面，预浸料卷成卷，收集。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：塑料纤维通过氧化炉，持续几分钟，温度480F左右，从空气中夺取氧粒子，这个过程对纤维的原子结构进行了重排，从而使得纤维束获得了抗高温能力。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：氧化时，纤维束颜色最终变为了黑色。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：碳化过程，纤维束进入无氧加热炉，加热过程除去了大部分的非碳元素，剩余的碳原子被转变成为紧密相连的晶体，与纤维平行排列，增强了纤维束的强度。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：预浸是复合材料成型的重要工艺，它是将织物进行热处理或表面化学处理，包括浸渍树脂、烘干、收卷、剪裁等一系列工艺，主要用于层压、卷制、布带缠绕和裱糊成型，碳纤维浸料就是将碳纤维纱与环氧树脂等复合而成的材料。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：其纸使用了脱模剂进行了预处理。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维预浸料生产的放纱方法，其特征在于：所述聚酯膜覆为保护膜。
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CN113248761A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 昆山盛夏复合材料科技有限公司 一种碳纤维织物的预浸料的制备工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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