空心弧形管状复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种空心弧形管状复合材料的制备方法，该方法包括在棒状芯模上依次缠绕导流布、脱模布和增强材料，经除湿、加热、脱模，得预制体；将树脂导流管穿设于预制体的内腔中，然后树脂导流管内放入管状真空袋套，再将预制体放入模具中，模具的型腔呈弧形管状结构；对模具抽真空，将树脂体系导入模具中，使树脂体系将预制体浸渍，经固化、脱模，得到空心弧形管状复合材料。本发明专利技术的制备方法速度快、效率高、成本低，且原料可分开贮存，产品质量好。产品质量好。产品质量好。

【技术实现步骤摘要】
空心弧形管状复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种空心弧形管状复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，对于空心复合材料常用成型方法为缠绕成型，但对于呈不规则弧形的管状复合材料却很难完成脱模，难以成型。采用软性材料作为芯模，使用几次后就会损坏，耐用性差。人工进行铺设，生产效率低，无法达到一次连续成型。公开号为CN108501397的中国专利文献《用于制备薄壁弧形复合材料管的内芯模及弧形管的制备方法》中公开了一种采用直的内芯模制备弧形管的方法，并认为直的内芯模在铺设预浸料时更加方便，能够确保预浸料铺设角度满足弧形管整体铺层角度的设计要求，但是，预浸料制备工序复杂，需要专用的设备进行制备，例如，现有预浸料的常规生产方法为将以树脂为主要成份的树脂组合物作为胶液，将玻纤布基材在胶槽内浸渍胶液，通过计量辊精确控制树脂含量，经烘箱加热、烘干，制得半固化片，由于预浸料的吸湿性和高温贮存存在固化，必须在密闭条件下贮存，且预浸料运输、贮存均需要低温或冷冻，常室温20～25℃下只能短时间保存，对设备要求高、环境要求高，且成本也高。由于预浸料树脂含量较低，还容易在变厚区域和拐角区域产生分层、气孔，影响产品性能及外观质量。因此，有必要开发新的方法来制备空心复合材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成型效率高、速度快、质量好、成本低、贮存方便的空心弧形管状复合材料的制备方法。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种空心弧形管状复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、增强材料预成型：在棒状芯模上依次缠绕导流布、脱模布和增强材料，经除湿后，加热烘干水分，脱去棒状芯模，得到含有内腔的预制体；
[0007]S2、放入模具密封：将树脂导流管穿设于所述预制体的内腔中，然后在树脂导流管内布置管状真空袋套，得到含树脂导流管和管状真空袋套的预制体，将含树脂导流管和管状真空袋套的预制体放入模具中，所述模具的型腔呈弧形管状结构；
[0008]S3、真空灌注树脂：对装有预制体的模具抽真空，将预先准备的树脂体系导入所述模具中，使树脂体系浸渍预制体，所述树脂体系与所述预制体中增强材料的质量比为1.75～2∶3，经固化后，脱模，得到空心弧形管状复合材料。
[0009]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述增强材料为纤维织物，所述纤维织物为平纹布和/或斜纹布，所述纤维织物按材料区分包括玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和芳纶纤维中的一种或两种以上纤维的混合物；和/或，步骤S1中，在产品预设的拐角处，所述增强材料多缠绕2层～10层。
[0010]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S3中，常温下所述树脂体
系的粘度为200mPa
·
s～1500mPa
·
s，所述树脂体系为环氧树脂体系、聚氨酯树脂体系或乙烯基树脂体系，所述环氧树脂体系包括环氧树脂、固化剂和促进剂，所述聚氨酯树脂体系包括二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、催化剂和扩链剂。
[0011]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S3中，所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为改性咪唑或改性次硫酰胺，所述催化剂为有机锡类催化剂，所述扩链剂为1,4
‑
丁二醇或乙二胺；
[0012]按质量份计，所述环氧树脂体系中，环氧树脂为100份，固化剂为20～30份，促进剂为0.2～1份，所述聚氨酯树脂体系中，二苯基甲烷二异氰酸酯为100份，聚醚多元醇为35～50份，催化剂为0.5～5份，扩链剂为0.5～3份。
[0013]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S3中，所述树脂体系的制备过程为：在温度60℃～70℃、转速400rpm～500rpm的条件下，将各原料混合搅拌，在
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa下真空脱泡1h～2h，得到树脂体系；导入所述树脂体系时的条件为：温度60℃～80℃，真空度
‑
0.08MPa～
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0.09MPa，浸渍后保压，保压压力为
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0.4MPa～
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0.6MPa，保压时间为1h～2h。
[0014]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S3中，所述固化的过程为：先在70℃～90℃下固化4h～6h，再于110℃～130℃固化10h～12h。
[0015]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，所述模具包括上模和下模，所述上模设有上模腔，所述下模设有下模腔，所述上模腔与下模腔在合模时组成的型腔呈弧形管状结构，所述上模腔两侧、下模腔两侧均设有密封条，所述上模设有通孔，所述下模设有连接孔，所述通孔与所述连接孔通过锁紧装置连接，所述上模还设有定位销，所述下模还设有与所述定位销连接的定位孔。
[0016]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述棒状芯模的长度≥产品的预设长度，所述脱模布的长度≥产品的预设长度，所述增强材料的缠绕厚度与产品的预设厚度相同或近似相同，所述产品为空心弧形管状复合材料。
[0017]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S1中，所述除湿的温度为90℃～120℃，所述除湿的真空度为
‑
0.08MPa～
‑
0.09MPa，所述除湿的时间为6h～8h，所述加热烘干水分的温度为80℃～120℃。
[0018]上述的空心弧形管状复合材料的制备方法，优选的，步骤S2中，所述含树脂导流管和管状真空袋套的预制体放入所述模具后，将所述管状真空袋套的两端向外翻与所述模具贴紧进行密封，所述树脂导流管与所述管状真空袋套贴紧。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0020]本专利技术采用增强材料与树脂的浸润由带压树脂在模具型腔中快速流动来完成，而非预浸料工艺和SMC工艺中的昂贵机械化浸润，也非手糊和喷射工艺中的手工浸润，本专利技术是一种低成本、高质量、高效率的空心弧形管状复合材料制备方法，本方法采用增强材料预成型、放入模具密封及真空灌注树脂、固化、后处理的工艺流程，实现了空心弧形管状复合材料的制备。该制备方法中树脂和增强材料可分开贮存，贮存更加方便、保质期更久。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1中含棒状芯模的预制体的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术实施例1中含树脂导流管和管状真空袋套的预制体放入模具的示意图。
[0023]图3为本专利技术实施例1中空心弧形管状复合材料的结构示意图。
[0024]图例说明：
[0025]1、棒状芯膜；2、导流布；3、脱模布；4、增强材料；5、转弯处多缠绕的增强材料；6、上模；7、下模；8、上模腔；9、下模腔；10、连接孔；11、锁紧装置；12、定位销；13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空心弧形管状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、增强材料预成型：在棒状芯模(1)上依次缠绕导流布(2)、脱模布(3)和增强材料(4)，经除湿后，加热烘干水分，脱去棒状芯模(1)，得到含有内腔的预制体；S2、放入模具密封：将树脂导流管穿设于所述预制体的内腔中，然后在树脂导流管内布置管状真空袋套，得到含树脂导流管和管状真空袋套的预制体，将含树脂导流管和管状真空袋套的预制体放入模具中，所述模具的型腔呈弧形管状结构；S3、真空灌注树脂：对装有预制体的模具抽真空，将预先准备的树脂体系导入所述模具中，使树脂体系浸渍预制体，所述树脂体系与所述预制体中增强材料的质量比为1.75～2∶3，经固化后，脱模，得到空心弧形管状复合材料。2.根据权利要求1所述的空心弧形管状复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述增强材料为纤维织物，所述纤维织物为平纹布和/或斜纹布，所述纤维织物按材料区分包括玻璃纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维和芳纶纤维中的一种或两种以上纤维的混合物；和/或，步骤S1中，在产品预设的拐角处，所述增强材料多缠绕2层～10层。3.根据权利要求2所述的空心弧形管状复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，常温下所述树脂体系的粘度为200mPa
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s～1500mPa
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s，所述树脂体系为环氧树脂体系、聚氨酯树脂体系或乙烯基树脂体系，所述环氧树脂体系包括环氧树脂、固化剂和促进剂，所述聚氨酯树脂体系包括二苯基甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、催化剂和扩链剂。4.根据权利要求3所述的空心弧形管状复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述固化剂为甲基四氢苯酐，所述促进剂为改性咪唑或改性次硫酰胺，所述催化剂为有机锡类催化剂，所述扩链剂为1,4
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丁二醇或乙二胺；按质量份计，所述环氧树脂体系中，环氧树脂为100份，固化剂为20～30份，促进剂为0.2～1份，所述聚氨酯树脂体系中，二苯基甲烷二异氰酸酯为100份，聚醚多元醇为35～50份，催化剂为0.5～5份，扩链剂为0.5～3份。5.根据权利要求4所述的空心弧形管状复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述树脂体系的制备过程为：在温度60℃～70℃、转速400rpm～500rpm的条件下，将各原料混合搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一靓，刘婷，左景奇，王明星，吴祖胜，杨名波，易晓娟，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：