[发明专利]一种带粉体填料复合材料的热压成型制备方法

说明书

本发明是一种带粉体填料复合材料的热压成型制备方法，该方法首先使用热熔工艺制备树脂胶膜，将胶膜和纤维织物按照设计的形状及尺寸下料后在模具内进行铺层，先将织物平铺在胶膜表面，将填料粉体按照比例均匀的撒在织物表面，然后再依次进行胶膜、织物、撒粉的操作顺序，如此反复，直到完成设计的层数和厚度，合模后将模具转移至超声处理器内进行超声振荡处理，然后进行热压成型得到复合材料。利用该方法可通过超声振荡，实现粉体填料进入到纤维束内并均匀分散，然后通过热压成型，制备得到整体结构均匀的复合材料。

技术领域

本发明是一种带粉体填料复合材料的热压成型制备方法，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

复合材料以其轻质、高强、可设计性强等诸多优点被广泛的应用在航空航天领域，复合材料一般由树脂基体连续相和纤维增强相组成，基于某种结构或者功能需求，比如为了提高树脂的耐磨性能或耐温等级、提高树脂的固含量或产率、降低陶瓷基复合材料在后续成型或烧结过程中的收缩问题，通常需要在复合材料树脂基体中添加相应的粉体填料。针对不同需求，粉体填料的类型、粒度以及比例都不尽相同，通常要求粉体在整个复合材料内部均匀分散。

目前制备带填料的复合材料的方法是将粉体掺杂在树脂内混合均匀后，然后将此料浆刷涂在织物表面制备成预浸料，在模具内铺贴封装后，进行热压成型。这种方法存在的主要问题是主要在织物表面进行树脂料浆的刷涂，织物对粉体形成一种过滤作用，使粉体主要停留在织物表层，不能充分进入并均匀分散到纤维束丝内部，无法制备结构完全均匀的带填料复合材料。此外，还有一种陶瓷基复合材料的缠绕成型制备方法，将粉体和树脂基体按照比例混合配制成料浆置于胶槽中，然后将纤维束展平后经过胶槽充分浸胶，再经过挤胶后直接缠绕成型或者重排制得预浸料待用，由于将纤维束展平后经过料浆，这种方法可促进粉体填料进入纤维束内并分散均匀，但是这种方法只适用于纤维束，只能制备单向预浸带，对要求增强相为二维或三维织物的复合材料不适用，并且要有专门的湿法预浸机设备，工艺比较复杂。工艺简单、普适性强的带粉体填料复合材料制备工艺成为一项技术难点。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种带粉体填料复合材料的热压成型制备方法，其目的是使带粉体填料的复合材料的热压成型工艺操作更加简单，降低成本，适用于各种编织方式的织物。

本发明的技术解决方案是：

该种带粉体填料复合材料的热压成型制备方法的步骤如下：

步骤一、使用热熔工艺制备树脂胶膜；

步骤二、将胶膜和纤维织物按照设计的形状及尺寸裁切后在模具内进行铺层，先在模具内铺贴一层胶膜，再将织物平铺在胶膜表面，将填料粉体均匀撒在织物表面，然后再依次进行胶膜、织物、撒粉的操作顺序，如此反复，直到完成设计的层数和厚度；

步骤三、合模后将模具转移至超声处理器内进行超声振荡处理；

步骤四、热压成型得到带粉体填料的复合材料。

所述的树脂为热压成型用树脂，在工艺时间段和工艺温度内保持固态，只在后期热压条件下才开始熔成液态。

所使用的粉体填料的粒径尺寸应低于织物纤维束内单丝之间的平均距离。

本发明的优点和特点：

1.与刷涂法制备带填料复合材料的工艺相比，本方法中的超声振动操作可以将粉体颗粒更加均匀的填充到纤维束内；

2.与缠绕成型制备带填料复合材料的工艺相比，本方法无需复杂设备，操作简便，并且可制备增强相为二维或三维编织等非纤维束丝的带填料的复合材料；