一种适合VARTM工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法与流程

一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法
技术领域
1.本发明涉及夹芯材质增强技术领域，尤其涉及一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法。


背景技术：

2.vartm(真空辅助树脂传递模塑)是一种用于生产纤维增强塑料制件的层合工艺，此种工艺需要在模具表面铺设灌注成型。vartm成型工艺是使用敞开模具成型，只有一层硬质模板，先在模具上按规定的尺寸及厚度铺放纤维增强材料，然后用真空袋包覆，用密封胶密封，在模具的两端分别设置注射口及抽出口，注射口与树脂桶相连，抽出口与真空泵相连，当模具密封完好，确认无漏气后，用真空泵抽真空，达到一定真空度后，依靠大气压力注入树脂，固化成型。
3.基于现有的vartm成型工艺，vartm工艺所制备的复合材料力学性能较低，树脂与模具上的纤维增强材料的浸润过程时粘性流体在各向异性多孔介质中进行渗透的过程，纤维增强材料在树脂充模的过程中由于粘性流体的流动压力容易导致纤维变形，同时在树脂充模的过程中容易产生孔隙，导致模塑成型次品率高。此外该工艺的成型多是在低温或室温下成型，因此也大大限制了该工艺的拓展或应用。而传统的热压成型工艺，制备的复合材料性能较高，但当制造工艺水平较差时又无法可靠地保证纤维和树脂之间的充分浸润。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法，包括以下步骤：
5.s1：取适量的金属纤维切片，与酚醛树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度80℃～150℃之间进行混合搅拌，得到改性酚醛树脂混合胶液，取适量的玻璃纤维切片，与环氧树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度80℃～150℃之间进行混合搅拌，得到改性环氧树脂混合胶液；
6.s2：根据要增强的夹芯纤维布进行裁剪，并裁剪所需数量及规格的纤维布；
7.s3：将改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液在80℃～150℃之间进行通风干燥后，分别对改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液进行加热熔融，将熔融状态的改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液分布对纤维布的两面进行涂抹，制备成双向纤维增强树脂基复合材料预浸体；
8.s4：将多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体进行相互叠加，然后一起放置于平板热压机上进行压制固化，再转入烘箱中进行后固化，冷却后即得到所需要的纤维增强树脂基复合材料。
9.优选的，步骤s1中所述笼型倍半硅氧烷为甲基笼型倍半硅氧烷与环己基笼型倍半硅氧烷、苯基笼型倍半硅氧烷和氨基笼型倍半硅氧烷中的一种或多种。
10.优选的，步骤s1中所述金属纤维切片与酚醛树脂的质量比为3:1，玻璃纤维切片与
环氧树脂的质量比为4∶1。
11.优选的，步骤s4中所述多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体叠加的层数为10层～20层。
12.优选的，步骤s4中所述压制固化的制度为：在100℃条件下预固化2h后加压，加压压力为1mpa～2mpa，然后保压升温继续固化，第一步固化在温度为150℃条件下固化2h，第二步固化在温度为200℃条件下固化2h。
13.优选的，步骤s4中所述后固化的温度为200℃，后固化的时间为4h。
14.本发明的有益效果为：
15.采用本发明制备的纤维增强树脂基复合材料拥有出色的耐腐蚀性和防湿隔热性，且原材料价格便宜、原料易得，有利于节约成本，相较于传统的vartm工艺方法，大大扩展了适用范围，通过vartm工艺制备的浸渍体，整体一次性放入到热压机内热压成型，相较于传统的将分层分批加入热压模具的方式，该方法的制备效率更高，制得的复合材料层间性能更好。
附图说明
16.图1为本发明提出的一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法的结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
18.实施例1：
19.参照图1，一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法，包括以下步骤：
20.s1：取适量的金属纤维切片，与酚醛树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度80℃～120℃之间进行混合搅拌，得到改性酚醛树脂混合胶液，取适量的玻璃纤维切片，与环氧树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度80℃～120℃之间进行混合搅拌，得到改性环氧树脂混合胶液，笼型倍半硅氧烷为甲基笼型倍半硅氧烷与环己基笼型倍半硅氧烷、苯基笼型倍半硅氧烷和氨基笼型倍半硅氧烷中的一种或多种，金属纤维切片与酚醛树脂的质量比为3:1，玻璃纤维切片与环氧树脂的质量比为4∶1；
21.s2：根据要增强的夹芯纤维布进行裁剪，并裁剪所需数量及规格的纤维布；
22.s3：将改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液在80℃～120℃之间进行通风干燥后，分别对改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液进行加热熔融，将熔融状态的改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液分布对纤维布的两面进行涂抹，制备成双向纤维增强树脂基复合材料预浸体；
23.s4：将多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体进行相互叠加，然后一起放置于平板热压机上进行压制固化，再转入烘箱中进行后固化，冷却后即得到所需要的纤维增强树脂基复合材料，多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体叠加的层数为10层，压制固化的制度为：在100℃条件下预固化2h后加压，加压压力为1mpa，然后保压升温继续固化，第一步固化在温度为150℃条件下固化2h，第二步固化在温度为200℃条件下固化2h，后固化的
温度为200℃，后固化的时间为4h。
24.实施例2：
25.参照图1，一种适合vartm工艺的纤维增强夹芯材质的制备方法，包括以下步骤:
26.s1：取适量的金属纤维切片，与酚醛树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度120℃～150℃之间进行混合搅拌，得到改性酚醛树脂混合胶液，取适量的玻璃纤维切片，与环氧树脂混合，并加入笼型倍半硅氧烷在温度120℃～150℃之间进行混合搅拌，得到改性环氧树脂混合胶液，笼型倍半硅氧烷为甲基笼型倍半硅氧烷与环己基笼型倍半硅氧烷、苯基笼型倍半硅氧烷和氨基笼型倍半硅氧烷中的一种或多种，金属纤维切片与酚醛树脂的质量比为3:1，玻璃纤维切片与环氧树脂的质量比为4∶1；
27.s2：根据要增强的夹芯纤维布进行裁剪，并裁剪所需数量及规格的纤维布；
28.s3：将改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液在120℃～150℃之间进行通风干燥后，分别对改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液进行加热熔融，将熔融状态的改性酚醛树脂混合胶液和改性环氧树脂混合胶液分布对纤维布的两面进行涂抹，制备成双向纤维增强树脂基复合材料预浸体；
29.s4：将多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体进行相互叠加，然后一起放置于平板热压机上进行压制固化，再转入烘箱中进行后固化，冷却后即得到所需要的纤维增强树脂基复合材料，多层双向纤维增强树脂基复合材料预浸体叠加的层数为20层，压制固化的制度为：在100℃条件下预固化2h后加压，加压压力为2mpa，然后保压升温继续固化，第一步固化在温度为150℃条件下固化2h，第二步固化在温度为200℃条件下固化2h，后固化的温度为200℃，后固化的时间为4h。
30.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。