一种碳纤维预制体固化方法技术

本发明专利技术提供一种碳纤维预制体固化方法，包括用预先制备的固化混合液，将碳纤维预制体分区域进行不同方式固化混合液的施加，其中，碳纤维预制体的埚口和埚底处采用浇灌的方式，直壁部分采用涂刷的方式。本发明专利技术无需投入烘箱等高温设备、操作简单、成本低，固化混合液用量少。少。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维预制体固化方法


[0001]本专利技术涉及碳碳复合材料的
，具体为一种碳纤维预制体固化方法。

技术介绍

[0002]传统的碳纤维预制体通常需要放入烘箱高温固化，对设备依赖性较大，然而2022年光伏行业快速发展，热场碳碳件尺寸随之快速更新换代，热场碳碳件尺寸越来越大，传统碳纤维预制体固化工艺已无法满足热场碳碳件的固化需求，需要继续开发新的碳纤维预制体固化工艺。因此，针对上述问题有待改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种碳纤维预制体固化方法，具体实施方式如下：
[0004]利用预先制备的固化混合液，将碳纤维预制体分区域进行不同方式固化混合液的施加，其中，碳纤维预制体的埚口和埚底处采用浇灌的方式，直壁部分采用涂刷的方式。
[0005]进一步地，固化混合液用量为5.6
‑
6.0kg/m2。
[0006]进一步地，浇灌和涂刷分为3
‑
4次进行，每次间隔时间为3
‑
5分钟。
[0007]再进一步地，涂刷的方向为当埚口朝上时直壁部分的竖直方向。
[0008]涂刷为当埚口朝上时由直壁部分的上端到下端单向涂刷然后沿预制体圆周方向涂刷。
[0009]每次浇灌的速度为0.4
‑
0.8kg/min。
[0010]涂刷所用的工具为刮板。
[0011]固化混合液由环氧树脂和固化剂组成。
[0012]环氧树脂和固化剂的质量比为4:1。
[0013]由于采用了以上技术方案，本专利技术的有益技术效果是：
[0014]1.本专利技术分区域进行不同方式固化混合液的施加，有效地减少固化混合液的用量；
[0015]2.本专利技术操作简单、成本低，无需投入烘箱等高温设备。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]一种碳纤维预制体固化方法具体包括如下步骤：
[0018]利用预先制备的固化混合液，将碳纤维预制体分区域进行不同方式固化混合液的施加，其中，碳纤维预制体的埚口和埚底处采用浇灌的方式，直壁部分采用涂刷的方式。与传统的碳纤维预制体的固化方法相比，本专利技术无需投入烘箱等高温设备、操作简单、成本
低，固化混合液用量减少。埚口在高温条件下最容易发生吸晶以及高温变形，因此在埚口处采用浇灌的方式，使得埚口边缘的有效部位充分固化。同时埚底对支撑强度要求比较高，在埚底处采用浇灌的方式使得埚底充分固化，硬度得到提高。预制体的直壁部分采用涂刷的方式，涂刷方便易操作，固化混合液的用量减少。
[0019]固化混合液用量为5.6
‑
6.0kg/m2。合理控制固化混合液的用量，使得碳纤维预制体达到固化效果的同时减少固化混合液的用量。
[0020]浇灌和涂刷分为3
‑
4次进行，每次间隔时间为3
‑
5分钟。在浇灌和涂刷过程中少量多次进行，保证固化混合液均匀渗透到碳纤维预制体内部，每次浇灌和涂刷结束后检查碳纤维预制体的尺寸是否变化，存在变形情况及时矫正，间隔3
‑
5分钟后进行下一次浇灌和涂刷。
[0021]直壁部分涂刷时涂刷的方向为当埚口朝上时直壁部分的竖直方向。通过对碳纤维预制体的表面微观结构进行多次研究，发现碳纤维预制体的表面存在毛刺，涂刷时沿着直壁部分的竖直方向进行，固化混合液更容易接触到在直壁部分的表面，使表面硬化。优选地，涂刷为当埚口朝上时由直壁部分的上端到下端单向涂刷，然后沿预制体圆周方向涂刷。
[0022]涂刷所用的工具为刮板，刮板具有足够的硬度，在涂刷过程中刮板可以梳理预制体表面的毛刺，有利于固化混合液通过毛刺，使得预制体固化更充分。
[0023]每次浇灌的速度为0.4
‑
0.8kg/min。埚口和埚底进行浇灌时，浇灌速度不宜过快，控制浇灌速度为0.4
‑
0.8kg/min，使得埚口和埚底的有效部位得到充分渗透，进一步提高固化效果。
[0024]固化混合液由环氧树脂和固化剂组成，其中，环氧树脂和固化剂的质量为4:1。采用环氧树脂和固化剂进行固化，固化后的纤维预制体固化收缩率小，稳定性高。
[0025]实施例1一种碳纤维预制体的制备方法
[0026]首先将碳纤维丝通过经纬交错的编织方式织成面密度为380g/m2的碳纤维布；然后将长束碳纤维截断成60mm的短切碳纤维，将抗静电剂、柔顺剂和纯水按质量比为1：1：8喷洒在切好的短切碳纤维上，晾干后进行机械打散，制成面密度为120g/m2碳纤维网胎；将碳纤维布和网胎通过平板针刺机压制得到碳纤维复合布，将碳纤维复合布平铺于带有缓冲板的预制体制备模具上，利用碳纤维丝对平铺后的碳纤维复合布进行斜向绕丝；将网胎铺至绕丝后的碳纤维复合布上进行针刺，针刺密度40针/10cm2，针刺深度15mm，形成一层可重复单元，依次叠加可重复单元至碳纤维预制体目标尺寸。
[0027]实施例2一种碳纤维预制体固化方法
[0028](1)配制固化混合液：先将环氧树脂(碳纤定型胶LSF
‑
701C)放入混合容器中，再加入固化剂(碳纤定型胶LSF
‑
701D)充分搅拌，直至溶液中出现大量气泡，其中，环氧树脂(碳纤定型胶LSF
‑
701C)和固化剂(碳纤定型胶LSF
‑
701D)的质量比例4:1，静置15分钟后使用；
[0029](2)将配置好的固化混合液以0.6kg/min的速度浇灌至实施例1得到的碳纤维预制体的埚口以及埚底处；采用刮板对直壁部分进行涂刷，涂刷方向为当埚口朝上时直壁部分的竖直方向，由直壁部分的上端到下端单向进行涂刷，然后沿预制体圆周方向涂刷；
[0030](3)重复步骤(2)4次，每次间隔4分钟，固化混合液的用量为6.0kg/m2；
[0031](4)自然通风状态下静置72h固化完成。
[0032]实施例3一种碳纤维预制体固化方法
[0033](1)配制固化混合液：先将环氧树脂(碳纤定型胶LSF
‑
701C)放入混合容器中，再加入固化剂(碳纤定型胶LSF
‑
701D)充分搅拌，直至溶液中出现大量气泡，其中，环氧树脂(碳纤定型胶LSF
‑
701C)和固化剂(碳纤定型胶LSF
‑
701D)的质量比例4:1，静置15分钟后使用；
[0034](2)将配置好的固化混合液以0.4kg/min的速度浇灌至实施例1得到的碳纤维预制体的埚口以及埚底处；采用刮板对直壁部分进行涂刷，涂刷方向为当埚口朝上时直壁部分的竖直方向，由直壁部分的上端到下端单向进行涂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维预制体固化方法，其特征在于，利用预先制备的固化混合液，将碳纤维预制体分区域进行不同方式固化混合液的施加，其中，碳纤维预制体的埚口和埚底处采用浇灌的方式，直壁部分采用涂刷的方式。2.根据权利要求1所述的碳纤维预制体固化方法，其特征在于，所述固化混合液用量为5.6
‑
6.0kg/m2。3.根据权利要求1所述的碳纤维预制体固化方法，其特征在于，所述浇灌和涂刷分为3
‑
4次进行，每次间隔时间为3
‑
5分钟。4.根据权利要求3所述的碳纤维预制体固化方法，其特征在于，所述涂刷的方向为当埚口朝上时直...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕磊，魏立博，霍红星，杨荣清，段玉，
申请(专利权)人：青岛晶易新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：