[發明專利]碳纖維增強復合材料的加工系統及其采用液體成型工藝的可控碳纖維自加熱方法有效
| 申請號: | 201410018321.4 | 申請日: | 2014-01-16 |
| 公開(公告)號: | CN103770341A | 公開(公告)日: | 2014-05-07 |
| 發明(設計)人: | 李艷霞;顧軼卓;李敏;張靠民;王紹凱;張佐光 | 申請(專利權)人: | 北京航空航天大學 |
| 主分類號: | B29C70/36 | 分類號: | B29C70/36;B29C70/54;B29C35/02 |
| 代理公司: | 北京永創新實專利事務所 11121 | 代理人: | 李有浩 |
| 地址: | 100191*** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 碳纖維 增強 復合材料 加工 系統 及其 采用 液體 成型 工藝 可控 加熱 方法 | ||
1.一種采用液體成型工藝的可控碳纖維自加熱方法,其特征在于包括有下列步驟:
步驟一:導電性纖維織物剪裁準備;
導電性纖維織物可以是具有導電能力的碳基連續纖維織物;
步驟二:真空袋壓法用模具準備;
模具清理,將模具內表面清理平整,然后用分析純級丙酮清洗,待丙酮揮發后,得到表面平整潔凈的模具;
步驟三:真空灌注用樹脂原料配制;
在100重量份的樹脂主劑中加入0~20重量份的固化劑、0~20重量份的稀釋劑、0~3重量份的促進劑、0~4重量份的引發劑和0~10重量份的催化劑;然后在溫度為20~200℃條件下攪拌混合均勻,然后在真空壓力為0.05~0.09MPa下、抽真空處理10~60min后,得到真空灌注用樹脂原料;
樹脂主劑是熱固性樹脂或者是熱塑性樹脂;
熱固性樹脂可以是環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、氰酸酯樹脂等;熱塑性樹脂可以是聚氨酯、尼龍、環狀聚酯;
步驟四:纖維織物及正負箔電極鋪層;
在經步驟二處理后的模具上按照纖維織物鋪層方式進行鋪放纖維織物,并按照正負箔電極鋪放方式設置箔電極;
步驟五:邊抽真空邊灌注樹脂;
開啟真空泵,抽真空1~2min,然后放氣,重復抽真空放氣5~20次;
開啟樹脂原料灌注閥門,控制閥門流速;
在抽真空0.05~0.09MPa的條件下灌注樹脂;
步驟六:加載低電壓大電流進行自加熱纖維增強復合材料產品的制備;
開啟程序控制溫度調控器,低電壓調控器后,從所述低電壓調控器輸出的不超過50V的電壓且不超過300A的電流加載在正負箔電極上,通過連續纖維織物進行導電,達到纖維自加熱固化樹脂。
2.根據權利要求1所述的采用液體成型工藝的可控碳纖維自加熱方法,其特征在于:導電性纖維織物可以是碳纖維織物、石墨纖維織物、碳納米管纖維織物、以及混合纖維織物;
混合纖維織物可以是碳纖維占1~99%重量份的碳纖維與石墨纖維混合的纖維織物;
混合纖維織物可以是碳纖維占1~99%重量份的碳纖維與碳納米管纖維混合的纖維織物;
混合纖維織物可以是碳纖維占1~99%重量份的碳纖維與玻璃纖維混合的纖維織物。
3.根據權利要求1所述的采用液體成型工藝的可控碳纖維自加熱方法,其特征在于:加載在正負箔電極上的電壓和電流能夠使連續纖維產生的溫度為45℃~200℃。
4.根據權利要求1所述的采用液體成型工藝進行碳纖維增強復合材料的加工系統,其特征在于:該系統包括有真空袋封裝模具(1)、真空泵(8)、灌裝樹脂的容器(6)、程序控制溫度調控器(5)、低壓調控器(4)、溫度傳感器(3)、正負箔電極組(2)、抽真空導管(71)和樹脂導管(73);
抽真空導管(71)通過第一連接管(81)與真空泵(8)連接,且第一連接管(81)上設置有第二閥門(82);
樹脂導管(73)通過第二連接管(61)與灌裝樹脂的容器(6)連接,且第二連接管(61)上設置有第一閥門(62);
溫度傳感器(3)與程序控制溫度調控器(5)連接,正負箔電極組(2)與低壓調控器(4)連接,程序控制溫度調控器(5)與低壓調控器(4)連接;
連續纖維織物鋪放在真空袋封裝模具(1)中。
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