一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料制造技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料包含下列质量份数的各原材料制成：双马来酰亚胺树脂基体100份，工艺改性剂60～100份，复合固化剂0～50份，助剂0～50份，紫外荧光粉1～50份。本发明专利技术采用在牺牲层中添加紫外荧光粉的方法制备双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，使复合材料构件铣削时，只需采用紫光灯照射即可分辨牺牲层与本体，解决了碳纤维预浸料牺牲层不易分辨的问题，避免了碳纤维预浸料作为牺牲层在装配铣削时若进给量控制不当易伤及本体，且不容易测量的问题，大幅提高了大型复合材料构件的表面质量。

A Ultraviolet Fluorescent Bimaleimide Resin Carbon Fiber Prepreg for Sacrifice Layer

The invention belongs to the technical field of macromolecule materials, and relates to an ultraviolet fluorescent bismaleimide resin carbon fiber prepreg for sacrificial layer. Ultraviolet fluorescent bismaleimide resin carbon fibre preprepreg consists of 100 parts of bismaleimide resin matrix, 60-100 parts of process modifier, 0-50 parts of composite curing agent, 0-50 parts of additives and 1-50 parts of ultraviolet fluorescent powder. The invention adopts the method of adding ultraviolet fluorescent powder in the sacrificial layer to prepare the bismaleimide resin carbon fiber preprepreg, so that the sacrificial layer and the body can be distinguished only by violet lamp irradiation during milling of composite components, thus solving the problem that the sacrificial layer of carbon fiber prepreg is not easy to distinguish, and avoiding the improper feed control of carbon fiber preg as sacrificial layer in assembling and milling. The surface quality of large composite components has been greatly improved due to the problems of easy damage to the body and difficult measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。
技术介绍
目前复合材料已广泛应用于军用、民用飞机的主承力结构，例如机翼蒙皮、翼梁等。在制造装配过程中，不可避免的会遇到装配超差问题，且复合材料制备过程复杂，易出现固化变形，导致装配超差问题更加突出。按照传统的方法，通常采用增加垫片/强制装配的方法解决装配超差问题，然而加垫会降低连接结构强度且易产生密封问题，强制装配会导致较大的局部装配应力，对结构产生不利影响。根据目前的先进设计理念，对于树脂基复合材料结构有装配关系的表面，制备时可在本体结构之外铺覆几层“牺牲层”，装配中根据实际情况对牺牲层进行铣削，以保证装配质量。制备碳纤维复合材料结构时，使用玻璃纤维预浸料作为牺牲层较容易分辨，铣削时不容易伤及本体，然而会导致较为严重的热应力；使用与本体相同的碳纤维预浸料不存在热变形问题，然而牺牲层与本体完全相同，装配铣削时若进给量控制不当，容易伤及本体，且不容易测量。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提出一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。本专利技术的技术解决方案是，牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，包含下列质量分数的各原材料：所述双马来酰亚胺树脂基体为N,N’-(4,4’-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(4-甲基-1,3-亚甲基)双马来酰亚胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺双马来酰亚胺中的一种或两种以上混合。所述工艺改性剂为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚S、2,2’-二异丙烯基双酚A、二烯丙基双酚A醚、烯丙基苯酚、烯丙基苯甲酚中的一种或两种以上混合。所述复合固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂或咪唑类固化剂中的一种或组合。所述紫外荧光粉粒径为1um～20um，其在波长为200nm～400nm范围内的紫外光下均可显影。所述助剂为偶联剂、阻燃剂、增塑剂、无机填料中的一种或两种以上混合。制备所述的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料的方法，包括如下步骤，1)制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂：(1)将双马来酰亚胺树脂基体与改性剂在搅拌的作用下并加热至80℃～150℃形成均匀稳定的组分；(2)将复合固化剂和助剂分散于步骤(1)中的双马来酰亚胺树脂中，形成均匀稳定的混合物；(3)将紫外荧光剂均匀分散于步骤(2)得到的混合物中，制成紫外荧光双马来酰亚胺树脂；2)制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜在60℃～100℃的温度下，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂在胶膜机上涂敷于离型纸或其他载体上，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜；3)制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料采用热熔预浸机将树脂胶膜铺在碳纤维或碳纤维机织物上，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜与碳纤维或碳纤维织物在预浸机进行热压浸润复合，控制热熔预浸机的加热辊温度和车速，加热辊温度为70℃～100℃，车速为3m/min～10m/min，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。本专利技术具有的优点和有益效果本专利技术采用在牺牲层中添加紫外荧光粉的方法制备的紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，使用该预浸料制备牺牲层铺覆到本体结构表面，在复合材料构件铣削时，只需采用紫光灯照射即可分辨牺牲层与本体，解决了碳纤维预浸料牺牲层不易分辨的问题，避免了碳纤维预浸料作为牺牲层在装配铣削时若进给量控制不当易伤及本体，且不容易测量的问题，既改善了机翼蒙皮、翼梁等大型复合材料构件的装配超差问题，同时大幅提高了大型复合材料构件的表面质量。具体实施方式牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂预浸料包含下列质量份数的各原材料：本专利技术中的双马来酰亚胺树脂基体为N,N’-(4,4’-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(4-甲基-1,3-亚甲基)双马来酰亚胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺双马来酰亚胺中的一种或两种以上混合。本专利技术中的工艺改性剂为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚S、2,2’-二异丙烯基双酚A、二烯丙基双酚A醚、烯丙基苯酚、烯丙基苯甲酚中的一种或两种以上混合。本专利技术中的复合固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂或咪唑类固化剂中的一种或组合。本专利技术中的紫外荧光粉粒径为1um～20um，其在波长为200nm～400nm范围内的紫外光下均可显影。本专利技术中的助剂为偶联剂、阻燃剂、增塑剂、无机填料中的一种或两种以上混合。本专利技术中的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂预浸料，包括：制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂混合物；将所述混合物制成胶膜；以及将碳纤维或碳纤维织物和所述胶膜热压浸润，制得所述牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂预浸料。制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂的步骤如下：(1)将双马来酰亚胺树脂基体与改性剂在搅拌的作用下并加热至80℃～150℃形成均匀稳定的组分；(2)将固化剂和偶联剂、阻燃剂、增塑剂、无机填料等助剂分散于步骤(1)中的双马来酰亚胺树脂，形成均匀稳定的混合物；(3)将紫外荧光剂均匀分散于步骤(2)得到的混合物中，制成紫外荧光双马来酰亚胺树脂。在60℃～100℃的温度下，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂在胶膜机上涂敷于离型纸或其他载体上，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜。采用热熔预浸机将树脂胶膜铺在碳纤维/碳纤维机织物上，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜与碳纤维或碳纤维织物在预浸机进行热压浸润复合，控制热熔预浸机的加热辊温度和车速，加热辊温度为70℃～100℃，车速为3m/min～10m/min，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。实施例1按以下质量比分别称取各原材料混合均匀制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂：双马来酰亚胺树脂基体：工艺改性剂：复合固化剂：增韧剂：紫外荧光粉＝100：70：20：40：10。其中双马来酰亚胺树脂为N,N’-(4,4’-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺和N,N’-(4-甲基-1,3-亚甲基)双马来酰亚胺，其比例为1:1；工艺改性剂为二烯丙基双酚A和二烯丙基双酚A醚，其比例为2:1；固化剂为胺类固化剂。将双马来酰亚胺树脂基体与工艺改性剂在反应釜或其它容器中混合搅拌，同时升温至90℃～130℃，观察树脂颜色均匀透亮后停止加热，继续加入增韧剂、复合固化剂搅拌均匀，再加入粒径为10um的紫外荧光粉高速搅拌，使树脂混合物搅拌均匀。将混合好的紫外荧光双马来酰亚胺树脂在60℃～70℃的温度下，在胶膜机上涂敷于离型纸上，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜。采用热熔预浸机将制备好的树脂胶膜以三明治的形式铺在碳纤维机织物上，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂胶膜与碳纤维机织物在预浸机上进行热压浸润复合，控制热熔预浸机的加热辊温度和车速，加热辊温度为60℃～80℃，车速为4m/min～6m/min，制备成紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料。制备零件时，将紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料铺覆到双马来酰亚胺树脂碳纤维复合材料构件本体表面，固化成型后，在装配铣削过程时，在铣削工作台上方安装一盏紫光灯，并将光照射到零件表面，使零件表面现出荧光，按照正常铣削程序进行铣削。实施例2按以下质量比分别称取各原材料混合均匀制备紫外荧光双马来酰亚胺树脂：双马来酰亚胺树脂基体：工艺改性剂：增韧剂：紫外荧光粉＝100：80：10：5。其中双马本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料包含下列质量份数的各原材料制成：

【技术特征摘要】
1.一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料包含下列质量份数的各原材料制成：。2.根据权利要求1所述的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：所述双马来酰亚胺树脂基体为N,N’-(4,4’-亚甲基二苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(4-甲基-1,3-亚甲基)双马来酰亚胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺双马来酰亚胺中的一种或两种以上混合。3.根据权利要求1所述的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：所述工艺改性剂为二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚S、2,2’-二异丙烯基双酚A、二烯丙基双酚A醚、烯丙基苯酚、烯丙基苯甲酚中的一种或两种以上混合。4.根据权利要求1所述的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：所述复合固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂或咪唑类固化剂中的一种或组合。5.根据权利要求1所述的一种牺牲层用紫外荧光双马来酰亚胺树脂碳纤维预浸料，其特征在于：所述紫外荧光粉粒径为0.5um～50um，其在波长为200nm～400nm范围内的紫外光下均可显影。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王迎芬，潘翠红，石峰晖，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司基础技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11