[发明专利]一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法。

背景技术

为加强高速车辆、飞行器金属面板夹层构件的刚度、强度，减轻重量，降低噪音，通常都要对它采用金属或非金属蜂窝夹层结构。纸蜂窝夹层结构虽然具有较好的曲面加工性能，但它的强度、刚度、耐热性、隔音和阻燃性不如近年广泛采用在飞机、高速磁悬浮列出的面板-夹心泡沫塑料。而目前普遍使用的PF、PU泡沫塑料芯材仍存在低强度、脆性的不足。随着技术的发展，高强度、高韧性、高刚度、耐燃且可以加热或机械加工成型的聚甲基丙烯酰亚胺(polymethacrylimide，PMI)作为夹心材料的夹层结构应运而生。

PMI泡沫塑料是一种轻质、闭孔的硬质泡沫塑料。它以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯腈(MAN)共聚物为基体树脂，具有良好的力学性能、热变形温度和化学稳定性，是高性能夹层结构复合材料的理想芯层材料。但现有技术中，对于圆杆形PMI夹层结构存在加工过程中PMI与预浸料无法加压，层间结合力较弱，容易脱层的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，解决预浸料及PMI之间的结合力弱的问题。

本发明的技术方案：碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤：

1)制备PMI预成型体；

2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；

3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；

4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；

5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；

6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；

7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；

8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。

优选的，所述步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。

优选的，PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至180～210℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。

优选的，所述BOPP热缩膜的膜宽度为4～10mm，重叠区域2～8mm，张力为15～30N。

优选的，所述碳纤维预浸料的厚度不大于2mm，高能胶膜的厚度为0.1～0.2mm，高能胶膜的厚度根据碳纤维预浸料的厚度而定。

有益效果：与现有技术相比，本发明选用高能胶作为碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆固化的压力源，解决了使用PMI夹层结构制作复合材料圆杆内侧预浸料无法加压的难题。同时，高能胶与预浸料及PMI之间的结合力强，层间结合力高，不易产生分层，使用寿命长。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明：

实施例1

碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤；

1)制备PMI预成型体；

2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；

3)在步骤2)得到的杆件外的碳纤维预浸料表面铺覆高能胶膜；

4)将步骤1)制备的PMI预成型体安装至步骤3)杆件外的高能胶膜，手工压实；

5)在步骤4)杆件外的PMI预成型体外侧面铺覆高能胶膜；碳纤维预浸料的厚度为2mm，高能胶膜的厚度为0.15mm。

6)在步骤5)杆件外的高能胶膜外铺覆碳纤维预浸料；

7)在步骤6)杆件外的碳纤维预浸料外缠绕BOPP热缩膜；所述BOPP热缩膜的膜宽度为6mm，重叠区域4mm，张力为20N。

8)按照预浸料的固化制度进行加热固化后脱模、去掉BOPP膜，即得到碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆。

步骤1)中的PMI预成形体为两个能够相吻合成一个空心圆柱体的的半空心圆柱体。PMI预成型体的制备工艺为：将PMI板放置成型模具表面，压机加热至200℃，合模，加压至0.3～0.4MPa，保持30min后，卸压、脱模。

实施例2

碳纤维复合材料PMI夹层结构圆杆成型工艺方法，包括如下几个步骤：

1)制备PMI预成型体；

2)在杆件模具表面涂覆脱模剂，晾干后铺覆碳纤维预浸料；