CN116065285A - 2.5d机织物复合材料的制备方法、得到的材料和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2.5D机织物复合材料的制备方法、得到的材料和应用,其中,所述制备方法采用具有2.5D层间角联锁结构的机织物预浸料作为增强材料,进行裁切、铺贴、热压成型。2.5维结构机织物的层间性能优良,能够解决复合材料(汽车用复合材料、尤其是板簧)在复杂工况行驶下对层间结合力的使用要求。同时,2.5维结构机织物厚度较传统单向或双向纤维增强预浸材料更厚,可以极大减少单层预浸料的铺贴数量,降低铺贴难度,提高制备效率。

Description

2.5D机织物复合材料的制备方法、得到的材料和应用
技术领域
本发明属于2.5D机织物复合材料领域,尤其涉及一种2.5D机织物复合材料的制备方法、得到的材料和应用。
背景技术
传统的复合材料(例如板簧)的制备工艺主要有缠绕法、拉挤法、预浸料模压法,这些方法存在如下问题:纤维结构往往呈单层的二维方向,缺少层与层之间的有效结合,导致在垂向主载荷作用下其层与层之间结合强度低,使用过程中容易分层,极大影响复合材料板簧的疲劳寿命。另外,在以预浸料为主材,使用模压工艺制造复合材料(例如汽车用复合材料板簧)的过程中,预浸料的数量往往上百张,铺贴技术要求高,铺贴劳动强度大,生产效率很低,不利于大批量生产。
为了改善复合材料板簧的层间性能及生产效率,科技工作者们也进行了大量的研究。专利CN105134849A公开了一种三维编织复合材料汽车板簧的制备方法,由混杂纤维组合编织形成立体织物结构,此方法的预成型体编织设备高昂,编织效率极低,生产成本很高。专利CN105128357A公开了一种层间加强二维三维编织复合材料汽车板簧制备方法,通过三维立体编织形成不同纤维材质的单层织物,然后再通过层间的纵向缝合将叠层后的单层结构形成整体,最后采用树脂真空传递模塑工艺固化成型,此方法的最大缺陷也是工艺繁琐,产品加工耗时长,生产效率低,很难满足产业化要求。专利CN109109344A公开了一种汽车用复合材料板短期簧的制造工艺,采用HP-RTM成型方法制备复合材料板簧,可以有效提高板簧的生产效率。然而,本方法涉及的HP-RTM成型设备高昂,板簧固化成型时间大大缩短,对所使用树脂凝胶、固体工艺要求高,产品性能也会有所损失。
因此,如何提高纤维增强复合材料(例如板簧)在载重要求较高车辆的疲劳工况条件下的层间结合强度以及复合材料(例如板簧)的制备效率,成为了汽车复合材料(例如板簧)的重点研究内容。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题,本发明提供了一种2.5D机织物(2.5维机织物)复合材料的制备方法及得到的材料,其中,所述制备方法采用具有2.5D层间角联锁结构的机织物预浸料作为增强材料,进行裁切、铺贴、热压成型。2.5维结构机织物的层间性能优良,能够解决复合材料(汽车用复合材料、尤其是板簧)在复杂工况行驶下对层间结合力的使用要求。同时,2.5维结构机织物厚度较传统单向或双向纤维增强预浸材料更厚,可以极大减少单层预浸料的铺贴数量,降低铺贴难度,提高制备效率。
本发明的目的之一在于提供一种2.5D机织物复合材料的制备方法,包括:(1)制备2.5D机织物的预浸料,(2)裁切所述预浸料,(3)预成型,(4)模压固化,(5)脱模和后处理。
传统复合材料板簧除了三维编织一体成型或缠绕成型,均是采用沿板簧厚度方向(图2中4方向)进行铺层,进而进行模压或RTM成型。采用三维编织预制体成型的,预制体编织效率低、成本高,往往要采用高压RTM成型,又增加了设备成本。
而2.5D机织物可采用传统织机设备进行织造,织造效率可观;单片预浸料厚,大大减少铺层数量;总体来看,能实现经济与效率的平衡。
在一种优选的实施方式中,步骤(1)所述2.5D机织物为层间角联锁结构,织物结构示意图如图1所示。其中,1为接结经纱,2为衬经纱,3为纬纱。
在进一步优选的实施方式中,步骤(1)所述2.5维织物可通过改变织造层数以及接结经纱、衬经纱以及纬纱的密度(根/厘米)和线密度(tex)来调节织物的厚度。
在更进一步优选的实施方式中,步骤(1)所述2.5D机织物的织物层数为5-10层,接结经纱、衬经纱以及纬纱的密度(根/厘米)为3-8,线密度(tex)为200-1200,单片2.5维机织物厚度5-10mm。
在一种优选的实施方式中,所述2.5D机织物采用的纤维选自碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种。
在进一步优选的实施方式中,所述2.5D机织物采用的纤维选自玻璃纤维,尤其是玻璃纤维无捻粗纱。
在一种优选的实施方式中,步骤(1)如下进行:
(1.1)将所述2.5D机织物沿接结经纱(衬经纱)方向穿过带有注胶孔的模具;
(1.2)将胶注射入模具中浸渍所述2.5D机织物,得到织物带坯;
(1.3)在所述织物带坏的上下两面均放置离型纸,并引入烘道进行预聚,拉挤牵引出上下两面附离型纸。
在一种优选的实施方式中,在步骤(1.2)中,所述胶选自环氧预浸树脂、不饱和聚酯、酚醛预浸树脂中的至少一种,优选环氧预浸树脂。
在一种优选的实施方式中,在步骤(1.2)中,浸渍注射压力为0.5~5Mpa,优选为1-3Mpa。
例如,在步骤(1.2)中,浸渍注射压力为0.5Mpa、1Mpa、1.5Mpa、2Mpa、2.5Mpa、3Mpa、3.5Mpa、4Mpa、4.5Mpa或5Mpa。
在一种优选的实施方式中,在步骤(1.3)中,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段20-60℃、第二段50-90℃、第三段80-120℃,其中,第二段高于第一段、第三段高于第二段。
其中,通过多段烘干的温度的控制,保证树脂不过早地由A阶转化到B阶,能够均匀地过渡到B阶;充分将树脂中的挥发物排除;到达出口处,使聚合刚好停止,不至于余热包覆导致树脂继续发生反应而提前失效。
在进一步优选的实施方式中,在步骤(1.3)中,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段30-50℃、第二段60-80℃、第三段90-105℃。
例如,第一段为30℃、40℃或50℃,第二段为60℃、70℃或80℃,第三段为90℃、100℃或105℃。
在一种优选的实施方式中,在步骤(1.3)中,拉挤牵引的速率为2~20mm/min,优选为5-15mm/min。
例如,拉挤牵引的速率为5mm/min、8mm/min、10mm/min、12mm/min或15mm/min。
在一种优选的实施方式中,步骤(1)制备的预浸料中含胶的质量含量为20~50%,优选为30-38%。
例如,步骤(1)制备的预浸料中含胶的质量含量为30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%或38%。
在一种优选的实施方式中,按照设计尺寸裁剪所述预浸料,优选地,当所述复合材料为板簧时,按照所制备板簧的设计尺寸裁切成长条形。
在进一步优选的实施方式中,沿2.5D机织物的纬纱方向进行裁切,纬纱裁切的长度取复合材料(例如板簧)的设计长度值;沿接结经纱(衬经纱)方向裁切的长度取复合材料(例如板簧)的厚度值。
其中,预浸片材的数量为板簧宽度与2.5维单片预浸料厚度的比值。
在一种优选的实施方式中,在步骤(3)中,所述预成型包括铺放、预热和成型。
在进一步优选的实施方式中,所述铺放优选如下进行:将裁切好的预浸料沿所述复合材料宽度方向(如图3中6所示的方向)逐层铺放整齐。
传统复合材料板簧除了三维编织一体成型或缠绕成型,均是采用沿板簧厚度方向(图2中4方向)进行铺层,采用缠绕或厚度方向铺层成型的,在板簧的垂向主载荷作用下往往易导致复合材料板簧厚度方向上的层间开裂。
本发明利用本身即具有较优的层间性能的2.5D织物,结合特殊的铺层方式即沿板簧宽度方向进行铺放,从而大大增强了板簧在厚度方向上的层间性能。
在进一步优选的实施方式中,所述预热的温度为60~100℃,优选为70~90℃。
例如,所述预热的温度为60℃、70℃、80℃、90℃或100℃。
其中,如果预热温度低于60℃,预浸料粘性较差,且柔性较差,尤其是对于较厚的预浸料,其铺覆性较差;层与层之间粘和差,易产生空隙等缺陷。若温度较高,如高于100℃,粘度过高,若铺贴失败,无法无损地分离开两片胶布进行重新铺贴,同时温度过高会引发聚合反应,造成复合材料成型失败。
在进一步优选的实施方式中,所述成型是指对预热的预浸料进行捏造成型为所述复合材料的形状、再放入模具中;例如,当所述复合材料为板簧时,对预热后的预浸料沿其厚度方向弯曲成型、再放入模具中。
在一种优选的实施方式中,在步骤(4)中,所述模压固化分两段进行,其中,第一段的温度为70-100℃、压力为2-12MPa、时间为2-12min;第二段的温度为90-120℃、压力为8-18MPa、时间为8-18min;且,第二段的温度高于等于(优选高于)第一段,第二段的压力高于(优选高于)等于第一段、第二段的时间高于等于(优选高于)第一段。
其中,一段模压温度主要是降低树脂粘度,使树脂能够充分浸润纤维,减少缺陷。温度若低,粘度高不易于树脂流动。温度若高会过早地进行反应,影响复合材料性能。同时,二段温度也是为了尽可能使树脂在反应前对纤维进行充分浸润,改善制品的综合性能。该工艺方法是针对板簧制品,材料性能不作对比,如实在需对比则以板簧制品的使用性能,主要是垂向的疲劳性能评价。国内由于复材板簧未量产,且材料、工艺方法不统一,现在无完善的复合材料板簧垂向性能测试统一标准,基本都是借鉴钢板弹簧的垂向疲劳测试方法和疲劳寿命值。具体疲劳寿命值无法统一,发明人经分析、调研,以垂向疲劳寿命高于80万次,且板簧外观无明显应力发白、裂纹及分层等缺陷作为复合材料板簧使用性能的评判标准。
在进一步优选的实施方式中,在步骤(4)中,所述模压固化分两段进行,其中,第一段的温度为80-90℃、压力为5-10MPa、时间为5-10min,第二段的温度为100-110℃、压力为10-15MPa、时间为10-15min,优选地,第二段的温度高于第一段,第二段的压力高于第一段、第二段的时间高于第一段。
在一种优选的实施方式中,在步骤(5)中,所述脱模于70~100℃下进行,优选于80~100℃下进行。
例如,所述脱模于70℃、80℃、90℃、100℃下进行。
在进一步优选的实施方式中,在步骤(5)中,所述后处理包括修边、打磨和抛光处理。
本发明目的之二在于提供利用本发明目的之一所述制备方法得到的复合材料。
本发明目的之三在于提供本发明目的之一所述制备方法在汽车用板簧制备中的应用,尤其是在厚度范围在50mm以上的重型汽车用板簧制备中的应用。
板簧是汽车悬架系统的重要组成部分,主要起到承载车身、载重和缓冲作用。传统钢板弹簧成本低廉,维修方便,但自身质量比较大,从而增大了燃油消耗率,不符合节能环保的要求。而采用纤维增强复合材料板簧替代传统钢板弹簧则具有较多优势:密度小、比强度高、减重效果突出;一体化集成式设计,灵活可调;疲劳寿命是钢板簧的2-10倍,全寿命费用合理;断裂模式安全;整车行驶性能优异。国际上,自从20世纪70年代初期就已经开始了复合材料板簧的相关研究,也已经实现了规模化应用。而国内近年来也掀起了复合材料板簧的研究与应用开发的热潮。
在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在下文中,各个技术方案之间原则上可以相互组合而得到新的技术方案,这也应被视为在本文中具体公开。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明与现有缠绕、拉挤、预浸料模压工艺相比,增强材料具有层间角联锁结构,通过本发明的裁剪和铺贴方式模压成型后,可大大改善复合材料板簧在使用过程中的层间强度,尤其是在主承力垂向载荷作用下的层间强度,提高尺寸稳定性及使用寿命。
(2)与三维立体编织、二维纵向缝合三维编织体及HP-RTM成型方法等相比,2.5维机织设备结构简单与传统机织设备类似,稍加改造之后即可进行2.5D织物的织造,且织造效率高,适宜大批量生产。
(3)本发明更适合制备厚度范围在50mm以上的重型汽车板簧,能够有效减少铺层数量,提高生产效率,提升重型汽车用板簧的可靠性。
附图说明
图1示出实施例1~3中2.5D机织物结构示意图;
在图1中,1表示接结经纱,2表示衬经纱,3表示纬纱。
图2示出实施例1~3中预成型后板簧预浸料截面示意图;
在图2中,4表示厚度,5表示长度。
图3示出实施例1~3中模压固化后板簧的结构示意图;
在图3中,6表示宽度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在以下具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,由此而形成的技术方案属于本说明书原始公开内容的一部分,同时也落入本发明的保护范围。
【实施例1】
以长为1.5m,宽为75mm,厚为50mm汽车板簧的制备工艺为例,其具体实施方法如下:
a、2.5维机织物。2.5维机织物结构为层间角联锁结构,织物结构示意图如图1所示。相应的2.5维织物结构参数如表1所示。
表1 2.5维织物结构参数(实施例1)
Figure BDA0003331515830000081
b、2.5维机织物的预浸料的制备。将织造好的2.5维机织物沿接结经纱(衬经纱)方向穿过带有注胶孔的模具,将环氧预浸树脂注射入模具浸渍织物,然后将织物带坯引入烘道进行预聚,拉挤牵引出后两面附离型纸备用。其中浸渍注射压力为1MPa,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段30℃、第二段60℃、第三段90℃,拉挤牵引速率为15mm/min。预浸料含胶的质量含量为33%。
c、预浸料的裁切。按照所制备板簧的设计尺寸裁切成长条形。沿2.5维预浸料的纬纱方向进行裁切,纬纱裁切的长度取板簧的长度值1.5m。沿接结经纱(衬经纱)方向裁切的长度取板簧的厚度值50mm。预浸片材的数量为板簧宽度75mm与2.5维预浸料厚5mm的比值15片。
d、预浸料铺放、预成型。将裁切好的预浸料坯布撕开离型纸并按板簧宽度方向逐层铺放整齐。将铺放好的预浸料放入烘箱中预热5min,预成型温度为70℃。后将预浸料沿厚度方向弯曲成如图2所示形状,再将其放入模具,完成预成型阶段。
e、加热模压固化。模具的上模具沿着板簧宽度方向如图3所示进行合模加压,加压固化分为两段进行。第一段温度为80℃,压力为10MPa,时间为10min。第二段温度为100℃,压力为15Mpa,时间为15min。
f、脱模、修边。热模压固化完成后,即进行冷却脱模。冷却温度到100℃。取出后的模压件需要进行修边、打磨和抛光处理。
制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命达到80万次,且板簧外观无明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
【实施例2】
以长为1.8m,宽为90mm,厚为80mm汽车板簧的制备工艺为例,其具体实施方法如下:
a、2.5维机织物。2.5维机织物结构为层间角联锁结构,织物结构示意图如图1所示。相应的2.5维织物结构参数如表2所示。
表2 2.5维织物结构参数(实施例2)
Figure BDA0003331515830000091
b、2.5维机织物预浸料的制备。将织造好的2.5维机织物沿接结经纱(衬经纱)方向穿过带有注胶孔的模具,将环氧预浸树脂注射入模具浸渍织物,然后将织物带坯引入烘道进行预聚,拉挤牵引出后两面附离型纸备用。其中浸渍注射压力为3MPa,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段50℃、第二段80℃、第三段105℃,拉挤牵引速率为5mm/min。预浸料含胶的质量含量为35%。
c、预浸料的裁切。按照所制备板簧的设计尺寸裁切成长条形。沿2.5维预浸料的纬纱方向进行裁切,纬纱裁切的长度取板簧的长度值1.8m。沿接结经纱(衬经纱)方向裁切的长度取板簧的厚度值80mm。预浸片材的数量为板簧宽度90mm与2.5维预浸料厚5mm的比值18片。
d、预浸料铺放、预成型。将裁切好的预浸料坯布撕开离型纸并按板簧宽度方向逐层铺放整齐。将铺放好的预浸料放入烘箱中预热3min,预成型温度为90℃。后将预浸料沿厚度方向弯曲成如图2所示形状,再将其放入模具,完成预成型阶段。
e、加热模压固化。模具的上模具沿着板簧宽度方向如图3所示进行合模加压,加压固化分为两段进行。第一段温度为90℃,压力为5MPa,时间为5min。第二段温度为110℃,压力为10Mpa,时间为10min。
f、脱模、修边。热模压固化完成后,即进行冷却脱模。冷却温度到80℃。取出后的模压件需要进行修边、打磨和抛光处理。
制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命达到80万次,且板簧外观无明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
实施例3
以长为2m,宽为90mm,厚为100mm汽车板簧的制备工艺为例,其具体实施方法如下:
a、2.5维机织物。2.5维机织物结构为层间角联锁结构,织物结构示意图如图1所示。相应的2.5维织物结构参数如表3所示。
表3 2.5维织物结构参数(实施例3)
Figure BDA0003331515830000111
b、2.5维机织物预浸料的制备。将织造好的2.5维机织物沿接结经纱(衬经纱)方向穿过带有注胶孔的模具,将环氧预浸树脂注射入模具浸渍织物,然后将织物带坯引入烘道进行预聚,拉挤牵引出后两面附离型纸备用。其中浸渍注射压力为2MPa,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段50℃、第二段80℃、第三段100℃,拉挤牵引速率为10mm/min。预浸料含胶的质量含量为35%。
c、预浸料的裁切。按照所制备板簧的设计尺寸裁切成长条形。沿2.5维预浸料的纬纱方向进行裁切,纬纱裁切的长度取板簧的长度值2m。沿接结经纱(衬经纱)方向裁切的长度取板簧的厚度值100mm。预浸片材的数量为板簧宽度90mm与2.5维预浸料厚10mm的比值9片。
d、预浸料铺放、预成型。将裁切好的预浸料坯布撕开离型纸并按板簧宽度方向逐层铺放整齐。将铺放好的预浸料放入烘箱中预热3min,预成型温度为85℃。后将预浸料沿厚度方向弯曲成如图2所示形状,再将其放入模具,完成预成型阶段。
e、加热模压固化。模具的上模具沿着板簧宽度方向如图3所示进行合模加压,加压固化分为两段进行。第一段温度为90℃,压力为8MPa,时间为8min。第二段温度为105℃,压力为10Mpa,时间为12min。
f、脱模、修边。热模压固化完成后,即进行冷却脱模。冷却温度到80-100℃为宜。取出后的模压件需要进行修边、打磨和抛光处理。
制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命达到80万次,且板簧外观无明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
【对比例1】
重复实施例1的过程,区别仅在于:沿板簧厚度方向(图2中4方向)进行铺层,其它条件不变。
制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命达到80万次,但复合材料板簧出现了明显的裂纹、分层,分层主要出现在板簧厚度方向上两预浸料的层间。
【对比例2】
重复实施例1的过程,区别仅在于:烘道的烘干温度没有分段,而是采用一段进行,温度为90℃。
其中,树脂过早地、不均匀由A阶转化到B阶,树脂中的挥发物未能充分排出,到达出口时,聚合未能完全停止,余热包覆导致树脂继续发生反应而提前部分失效。制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命低于50万次,且板簧外观出现应力发白、裂纹及分层缺陷。
【对比例3】
重复实施例1的过程,区别仅在于:预热温度为50℃。
其中,预浸料粘性较差,且柔性较差,尤其是对于较厚的预浸料,其铺覆性较差;层与层之间粘和差,易产生空隙等缺陷。导致制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命低于30万次,且板簧外观出现明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
【对比例4】
重复实施例1的过程,区别仅在于:预热温度为120℃。
温度较高,粘度过高,若铺贴失败,无法无损地分离开两片胶布进行重新铺贴,同时温度过高会过早地引发聚合反应。制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命低于30万次,且板簧外观出现明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
【对比例5】
重复实施例1的过程,区别仅在于:模压固化没有分段进行,而是在温度为95℃、压力为10MPa、时间为10min下进行。
其中,树脂不能充分浸润纤维,容易在铺层间产生空隙等缺陷。制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命低于50万次,且板簧外观出现明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
【对比例6】
重复实施例1的过程,区别仅在于:分段模压时,一段温度50℃,二段温度130℃。
其中,一段模压温度主要是降低树脂粘度,使树脂能够充分浸润纤维,减少缺陷。温度较低,粘度高不易于树脂流动。温度若高会过早地进行反应,影响复合材料性能。同时,二段温度也是为了尽可能使树脂在反应前对纤维进行充分浸润,改善制品的综合性能。制得的复合材料板簧的垂向疲劳寿命低于50万次,且板簧外观出现明显应力发白、裂纹及分层缺陷。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种2.5D机织物复合材料的制备方法,包括:(1)制备2.5D机织物的预浸料,(2)裁切所述预浸料,(3)预成型,(4)模压固化,(5)脱模和后处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,
步骤(1)所述2.5D机织物为层间角联锁结构;和/或,
步骤(1)所述2.5D机织物的织物层数为5-10层,接结经纱、衬经纱以及纬纱的密度为3-8,线密度为200-1200,单片2.5D机织物厚度5-10mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述2.5D机织物采用的纤维选自碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种,优选自玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)如下进行:
(1.1)将所述2.5D机织物沿接结经纱方向穿过带有注胶孔的模具;
(1.2)将胶注射入模具中浸渍所述2.5D机织物,得到织物带坯;
(1.3)在所述织物带坯的上下两面均放置离型纸,并引入烘道进行预聚,拉挤牵引出上下两面附离型纸。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,
在步骤(1.2)中,所述胶选自环氧预浸树脂、不饱和聚酯、酚醛预浸树脂中的至少一种,优选环氧预浸树脂;和/或,
在步骤(1.2)中,浸渍注射压力为0.5~5Mpa,优选为1-3Mpa;和/或,
在步骤(1.3)中,烘道的烘干温度分为三段,分别为第一段20-60℃、第二段50-90℃、第三段80-120℃,其中,第二段高于第一段、第三段高于第二段;和/或,
在步骤(1.3)中,拉挤牵引的速率为2~20mm/min,优选为5-15mm/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)制备的预浸料中含胶的质量含量为20~50%,优选为30-38%。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,按照设计尺寸裁剪所述预浸料,优选地,当所述复合材料为板簧时,按照所制备板簧的设计尺寸裁切成长条形;更优选地,沿2.5D机织物的纬纱方向进行裁切,纬纱裁切的长度取复合材料的设计长度值;沿接结经纱方向裁切的长度取复合材料的厚度值。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述预成型包括铺放、预热和成型。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,
所述铺放如下进行:将裁切好的预浸料沿所述复合材料宽度方向逐层铺放整齐;和/或,
所述预热的温度为60~100℃,优选为70~90℃;和/或,
所述成型是指对预热的预浸料进行捏造成型为所述复合材料的形状、再放入模具中;优选地,当所述复合材料为板簧时,对预热后的预浸料沿其厚度方向弯曲成型、再放入模具中。
10.根据权利要求1~9之一所述的制备方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述模压固化分两段进行,其中,第一段的温度为70-100℃、压力为2-12MPa、时间为2-12min;第二段的温度为90-120℃、压力为8-18MPa、时间为8-18min;且,第二段的温度高于等于第一段,第二段的压力高于等于第一段、第二段的时间高于等于第一段。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其特征在于,
在步骤(5)中,所述脱模于70~100℃下进行,优选于80~100℃下进行;和/或,
在步骤(5)中,所述后处理包括修边、打磨和抛光处理。
12.利用权利要求1~11之一所述制备方法得到的复合材料。
13.权利要求1~11之一所述制备方法在汽车用板簧制备中的应用,尤其是在厚度范围在50mm以上的重型汽车用板簧制备中的应用。
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