【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制造，尤其涉及一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺。
技术介绍
1、目前，在航空、航天、兵器等军工领域，使用复合材料制备结构件成为装备轻量化的重要途径和发展趋势。其中，以武器打击系统为代表的中大型构件，如支撑构件、炮身等，所需复合材料除了满足轻量化结构化的需求外，还需满足耐热性、尺寸整体性等特殊要求。目前采用的耐高温树脂基复合材料基体主要是双马来酰亚胺树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺树脂等一些热固性树脂，其固有的缺陷是质地较脆，易造成冲击损伤，从而影响材料的长期服役性能；同时，由于热固性复合材料预浸料黏度较低以及分段模压过程固化程度难以控制等工艺限制，热固性复合材料大型构件的成型往往需要采用热压罐工艺，设备成本高，对场地要求较高。对于超出热压罐长度的超长尺寸层压板，只能采用拼接方式，难以满足超长尺寸构件的整体性要求。常用的拼接方式有组装、粘接或铆接等，不但大大降低了生产效率，同时在后续的使用的过程，拼接处容易断裂，使用寿命降低。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，采用玻璃化温度在350℃以上的耐高温的热塑性聚酰亚胺树脂为基体，进行分段模压，并配合预压的手段，解决现有技术中复合材料的尺寸限制，且避免了分段模压过程造成的模压压力损失、预浸料错位褶皱问题，避免后续复合材料在使用过程在连接处易于断裂的问题，可以保证其力学性能和无明显接痕，实现了模压成型无限长不同厚度耐高温板材的目的，同时避免了
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，原料经过模压成型系统制备得到超长耐高温热塑性树脂基复合材料，模压成型系统包括板材牵引装置、热压模具、预压装置，热压模具设置在牵引装置和预压装置之间，具体成型工艺步骤如下：
4、s1：将热塑性聚酰亚胺树脂溶于溶剂，配置树脂胶液，将增强体加入树脂胶液中浸渍，经烘干制备得到预浸料，裁剪备用；
5、s2：将裁剪后的预浸料铺放至热压模具内，超出热压模具尺寸的预浸料通过预压装置进行预压，使得预浸料能平整的铺放在热压模具上；
6、s3：预热排气：对热压模具施加初始压力p1，同时将热压模具加热至预设温度t1，保温1-2h，使预浸料残余溶剂挥发，排气；
7、s4：热压成型：将热压模具加热至预设温度t2，随着温度升高，热压模具内部的聚酰亚胺树脂黏度降低，转变过程中，压力载荷热压模具对上模施加压力p2，逐渐将热压模具之间的材料中的气泡排出，维持0.5-1h，继续升温至t3，加压至p3，保压1-2h；
8、s5：冷却模具、开模；
9、s6：移动该成型段，将下一段预压的预浸料以及与上一成型段的连接处一同放置在模具模腔内进行热压成型；
10、s7：重复步骤s3～s6进行模压成型。
11、优选地，树脂胶液中热塑性聚酰亚胺树脂含量为15-35％，聚酰亚胺树脂与增强体的重量比为1-2:2-3。
12、优选地，热塑性聚酰亚胺树脂的玻璃化温度在350℃以上。进一步优选地，热塑性聚酰亚胺树脂选自中国科学院长春应用化学研究所tpi350树脂，增强体为玻璃纤维、玄武岩纤维或者碳纤维中的任意一种或几种，溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、氯仿(chcl3)、间甲酚(c7h8o)中的一种或多种。
13、优选地，预压装置靠近热压模具的一端的空间高度为单层预浸料厚度*层数*1.2～1.5。
14、优选地，s6中下一段预压的预浸料以及与上一成型段的连接处与靠近上一成型段的热压模具的一端的距离为1-2cm，即成型段与未成型段之间连接处向模腔内移1-2cm，保证接缝处力学性能。
15、优选地，预压装置包括上压辊和下压辊，其上压辊和下压辊之间有空隙，其靠近热压模具的的上、下压辊的空隙小于远离热压装置的上、下压辊之间的空隙(即从靠近热压模具向远离热压模具的方向，上、下压辊之间的空隙逐渐增大)。进一步优选地，热压模具的下模与靠近热压模具的下压辊的上表面齐平。更为优选地，上压辊与下压辊上下对应，上压辊至少设置两个。
16、优选地，模压装置中的平板模具的上模、下模之间的两端均为喇叭口结构。
17、优选地，s3中p1为1-2mpa，预设温度t1高于溶剂沸点10-20℃。
18、优选地，s4中预设温度t2为280-320℃，压力p2为2-4mpa，预设温度t3为370-390℃，压力p3为4-6mpa。
19、本专利技术对于靠近未进入热压模具的预浸料进行预压，保证热压模具中的预浸料平整铺放在热压模具的下模上，现有技术中的分段模压不采用预压的手段，容易造成热压模具中的预浸料翘起，未进入模压段的预浸料会分散成型压力，造成成型的复合材料的力学性能较差；同时本专利技术配合热压模具的上、下模的两端之间为喇叭口状，并配合s6中，下一段预压的预浸料以及与上一成型段的连接处与靠近上一成型段的热压模具的一端的距离为1-2cm，避免了上、下模之间直角结构，容易造成明显的熔融接痕，影响材料成型连接处的力学性能。
20、热固性复合材料预浸料黏度较低以及分段模压过程固化程度难以控制，而采用热压罐，成型的材料尺寸受限，设备成本高，场地要求高等问题。本专利技术采用玻璃化温度在350℃以上的耐高温热塑性聚酰亚胺树脂为基体，进行分段模压，并配合预压的手段，制备出耐高温、超长的复合材料，且连接处无明显熔融接痕，保证材料的整体性，避免了后续使用连接处易于断裂的问题。本专利技术有效克服了传统热固性复合材料尺寸受限、成本高的问题，同避免了后续拼接的问题，大大提高了生产效率，解决了现有技术中复合材料的尺寸限制，且避免了分段模压过程造成的模压压力损失、预浸料错位褶皱问题，避免后续复合材料在使用过程在连接处易于断裂的问题，可以保证其力学性能和无明显熔融接痕，实现了模压成型无限长不同厚度耐高温的板材的目的。
21、本专利技术提供的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，采用玻璃化温度在350℃以上的耐高温热塑性聚酰亚胺树脂为基体，进行分段模压，并配合预压的手段，制备了一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料板材，实现了产品温度方面耐高温、长度方向不受装置的局限，保证了材料的完整性，减少了常规工艺中的拼接工艺，提高了生产效率，同时保障了复合材料板材的力学性能，避免了后续使用的过程中连接处容易断裂的问题。同时，带有“喇叭口”形状热压模具以及配合下一段预压的预浸料以及与上一成型段的连接处向热压模具中心移动一段距离，克服了分段模压过程造成的预浸料段与段之间的错位褶皱问题，使得产品质量稳定、外观一致，满足了材料一体化成型超长不同厚度制品的需求。该成型工艺全过程仅需一套模压成型系统即可完成复合材料板材的制备，该模压成型系统精简，操作简便，降低了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，原料经过模压成型系统制备得到超长耐高温热塑性树脂基复合材料，模压成型系统包括板材牵引装置、热压模具、预压装置，热压模具设置在牵引装置和预压装置之间，具体成型工艺步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述树脂胶液中热塑性聚酰亚胺树脂含量为15-35％，所述热塑性聚酰亚胺树脂与增强体的重量比为1-2:2-3。
3.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺树脂的玻璃化温度在350℃以上，增强体为玻璃纤维、玄武岩纤维或者碳纤维中的任意一种或几种；溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、氯仿、间甲酚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述预压装置靠近热压模具的一端的空间高度为单层预浸料厚度*层数*1.2～1.5。
5.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺
6.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述预压装置包括上压辊和下压辊，其上压辊和下压辊之间有空隙，其靠近热压模具的的上、下压辊的空隙小于远离热压装置的上、下压辊之间的空隙。
7.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述热压模具中的上模、下模之间的两端为喇叭口结构。
8.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，S3中P1为1-2MPa，预设温度T1高于溶剂沸点10-20℃。
9.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，S4中预设温度T2为280-320℃，压力P2为2-4MPa。
10.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，S4中预设温度T3为370-390℃，压力P3为4-6MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，原料经过模压成型系统制备得到超长耐高温热塑性树脂基复合材料，模压成型系统包括板材牵引装置、热压模具、预压装置，热压模具设置在牵引装置和预压装置之间，具体成型工艺步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述树脂胶液中热塑性聚酰亚胺树脂含量为15-35％，所述热塑性聚酰亚胺树脂与增强体的重量比为1-2:2-3。
3.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述热塑性聚酰亚胺树脂的玻璃化温度在350℃以上，增强体为玻璃纤维、玄武岩纤维或者碳纤维中的任意一种或几种；溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、氯仿、间甲酚中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材料的成型工艺，其特征在于，所述预压装置靠近热压模具的一端的空间高度为单层预浸料厚度*层数*1.2～1.5。
5.根据权利要求1所述的一种超长耐高温热塑性树脂基复合材...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫龙，袁宝国，马昇起，张德宾，徐国芬，马承燕，夏池，孔国强，魏化震，陶炜，邵军，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。