[发明专利]一种基于弱浸渍预浸料的碳纳米管层间增强树脂基层合复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于弱浸渍预浸料的碳纳米管层间增强树脂基层合复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、以含碳纳米管树脂膜为基底，与纤维织物叠合后进行压力处理，得弱浸渍预浸料；所述含碳纳米管树脂膜中的树脂为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺、热固性聚酰亚胺的一种或几种；所述纤维织物的纤维种类为碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉纤维、PBO纤维、超高分子量聚乙烯纤维的一种或多种；

S2、分别取16个步骤S1所得弱浸渍预浸料按预设要求叠合成两个相同的预成型体，记为预成型体I和预成型体II，在预成型体I的第1层与第2层之间、第8与第9层之间，及第15层与第16层之间、于树脂膜的一侧面内放置温度传感器并引线至预成型体I外，与多通道测温仪连接；

S3、将旋转流变仪上涂覆树脂，树脂成分与含碳纳米管的树脂膜中的树脂成分相同，设置测试温度输入为外接测温仪输入，将步骤S2所得预成型体I置于温度为60～200℃的加热台面上，当预成型体I中树脂完全固化后，记录旋转流变仪上树脂的粘度-时间曲线以及多通道测温仪的温度-时间曲线，得到预成型体II的粘度-温度-时间曲线，确定熔融浸渍工艺区间，得到真空压力介入时间点，真空保压时长，模压机加压时间点；

S4、将步骤S2所得预成型体II置于模具上，在预成型体II上铺放导流网后，在模具上方铺放真空袋膜并封装，得封装好的模具；

所述真空袋膜上开设有出气口，所述出气口插设有真空管，所述出气口通过真空管与真空泵连接；

S5、将步骤S4封装好的模具加热至60～200℃，保温，在步骤S3确定的真空压力介入时间点，打开真空泵对真空袋膜内进行抽真空处理，直至真空袋膜内的压力达到设定值，根据步骤S3确定的真空保压时长进行保压，关闭真空泵，去除真空袋膜和导流网，得完全浸渍的预成型体II；

S6、继续保温，在步骤S3确定的模压机加压时间点，通过模压机对步骤S5所得完全浸渍的预成型体II进行合模加压，直至树脂完全固化，冷却，脱模后，得纤维增强树脂基层合复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述出气口和真空泵之间还连接有缓冲罐，缓冲罐上设有压力调节阀。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，所述抽真空处理的负压压力降速为3.37～6.73kPa/s，所述压力设定值为-101kPa。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中，所述合模加压的压力为2～6Mpa。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述弱浸渍预浸料的制备步骤具体为：

S1-1、将树脂、溶剂和碳纳米管粉末混合，搅拌均匀，得混合胶液；

S1-2、将步骤S1所得混合胶液涂覆于保护膜上，干燥至溶剂完全挥发，盖上保护膜，得含碳纳米管树脂膜；

S1-3、按预设尺寸裁减含碳纳米管树脂膜和纤维织物，去除步骤S2所得含碳纳米管树脂膜上表面一侧的保护膜，将纤维织物叠合于含碳纳米管树脂膜上表面，置于加热台上；

S1-4、将加热台升温至35～50℃，对纤维织物进行压力处理，卸压，降温，得弱浸渍预浸料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1-1具体为：

A1、将树脂和溶剂混合，搅拌均匀，加入碳纳米管粉末，继续搅拌均匀，得含碳纳米管树脂胶液；

A2、研磨含碳纳米管树脂胶液后，搅拌均匀，得混合胶液。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述弱浸渍预浸料包括纤维织物和树脂膜基底，所述树脂膜基底内分布有碳纳米管，所述纤维织物覆盖于树脂膜基底上，所述纤维织物的下表面部分浸渍于树脂膜基底内。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃、甲醇的一种。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述预成型体II的粘度-温度-时间曲线中，所述真空压力介入时间点为粘度从低粘度平台过渡到粘度上升段之前的1～15分钟；所述真空保压时长为真空压力介入时间点到粘度上升段起始点之间的时间；所述模压机加压时间点为经过低粘度平台之后、粘度开始大于10000mPa·s的时间点。