[发明专利]真空灌注用碳纤维板及其制备方法

说明书

本发明涉及一种真空灌注用碳纤维板及其制备方法，属于复合材料制造领域。碳纤维板主体的上下两面贴覆有上保护布及下保护布，碳纤维板主体两端的上下两面由过渡区变为减薄区，减薄区宽度为5～10mm，减薄区与碳纤维板主体上下两面的单面厚度落差为0.3～0.5mm，过渡区与减薄区夹角为135°～170°。采用碳纤维/环氧树脂湿法拉挤工艺，纱架上的碳纤维在浸胶槽中浸润后，经预成型调整与保护布一起进入拉挤模具升温固化，固化成型后在牵引机牵引下由打磨系统和清洁系统进行表面打磨处理，最后根据产品长度要求用切断机定长，所述的浸胶槽设置树脂体外循环混合系统，所述的预成型为温控式多道预成型，每道预成型用模板均采用分层设计，且安装有加热器。

技术领域

本发明涉及复合材料制造领域，详细地讲是一种真空灌注用碳纤维板及其制备方法。

背景技术

众所周知，真空灌注VRIM工艺是一种制备大尺寸复合材料制品的液体模塑成型技术，是目前世界上先进的高性能低成本复合材料制备工艺，在风电领域应用广泛。VRIM工艺可低压成型只需一个大气压的真空压力，不需额外加压)，整个工艺过程可在常温下进行，能耗低，在真空环境下树脂浸润碳纤维，制品中的气泡极少。真空灌注工艺中经常使用预成型好的碳纤维板作为预埋增强件，且以多层碳纤维板层叠为主。

碳纤维板是复合材料行业的常规产品之一，目前常见的碳纤维板为平板结构。如碳纤维板需要后续粘接时，一般有两种方式，一是成型后在粘接前打磨粘接面，二是成型时表面铺覆保护膜脱模布，粘接前将保护膜揭掉，表面形成凹凸面。如CN201474156U介绍了一种碳纤维板材，板材的上、下表面为凹凸面，利于粘接，表面贴附一层保护膜；CN201486161U介绍了碳纤维板材，其上、下表面或其中一面贴附一层离型纸作为保护膜，保护膜可从板材表面剥离。

碳纤维板通常用模压、热压罐、预浸料/真空、拉挤等工艺生产。拉挤工艺将预浸树脂后的纤维和织物拉过加热的金属模具，使之固化成型，其特点是连续成型，效率高、产品质量稳定；批量生产时材料利用率高，工艺成本低，可实现制件的低成本化；通过更换模具可以制造各种截面的型材。CN105904746A介绍了风力叶片用的热固性碳纤维板制造方法及生产线，该方法采用拉挤工艺，在密封浸胶盒、自动供配料装置、固化模出口端对中校正装置、表面抛光处理装置、直线检测及反馈等方面进行了改进和创新。

现有碳纤维板的问题是多为平板结构，如图1所示，上下表面为脱模布1、3，中间为碳纤维层2，脱模布揭除后会形成中间凹陷区4和边沿凸起区5，如图2所示，当两层碳纤维板层叠时，为使树脂易于进入两层板之间，一般在两层板中间夹一层玻纤毡6，但由于中间凹陷区4和边沿凸起区5的存在，灌注树脂7难于渗入两层板之间，易造成两层板之间出现干纱、憋气、缺料等缺陷，影响两层板的粘接强度。如采用表面打磨方式，一般板材表面无打磨层，直接对碳纤维层进行打磨会破坏碳纤维强度。

现有碳纤维板拉挤制备方法的问题包括：浸胶槽内树脂长期使用后易出现粘度上升，新树脂直接添加入浸胶槽，老树脂和新树脂混合不均匀等问题；预成型结构简单，难以保证纤维分布的均匀性和保护布位置的准确性，且无加热控温，因树脂温度偏低，粘度偏高，浸胶后的碳纤维进入预成型时易造成起毛、模口堵塞等问题；板材需要打磨时，拉挤与打磨无法同步进行。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种真空灌注用碳纤维板及其制备方法，不易形成气孔缺陷，可以提高层间粘接力，产品生产效率高，质量稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空灌注用碳纤维板，设有碳纤维板主体，其特征在于，碳纤维板主体的上下两面贴覆有上保护布及下保护布，碳纤维板主体两端的上下两面由过渡区变为减薄区，减薄区宽度为5～10mm，减薄区与碳纤维板主体上下两面的单面厚度落差为0.3～0.5mm，过渡区与减薄区夹角为135°～170°。

所述的上保护布及下保护布覆盖范围超过过渡区1～3mm。

所述的上保护布及下保护布为尼龙纤维或玻璃纤维，厚度为0.1～0.2mm。