[发明专利]一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶及其制备方法

权利要求书

1.一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶，其特征在于：包括碳纤维复合材料内芯以及设置于内芯表面的正交编织芳纶纤维复合材料保护层，所述碳纤维复合材料内芯包括多层碳纤维复合材料，所述螺旋桨叶由内芯和外表保护层热压而成。

2.根据权利要求1所述的一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶，其特征在于：所述碳纤维复合材料为连续碳纤维树脂基复合材料，所述芳纶纤维复合材料为芳纶纤维树脂基复合材料。

3.一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.桨叶内芯材料准备：

S1、根据螺旋桨叶外形尺寸，利用桨叶导边、随边和叶根中面线形成的完整中面层曲线得到桨叶中面层，将桨叶中面层曲面展平，转换为等面积的平面，将碳纤维复合材料预浸料剪裁成展开后平面的形状，得到桨叶中面层铺层，记为Z0层，其中碳纤维复合材料预浸料的单层厚度为t；

S2、将桨叶中面层向桨叶背水面移动距离t得到桨叶中面层与实体桨叶重叠的曲面，将该曲面展开，转换为等面积的平面，将碳纤维复合材料预浸料剪裁成展开后平面的形状，记为Z0+t层；

S3、重复步骤S2，直到桨叶中面层与桨叶背水面不再有重叠部分，得到所有桨叶内芯背水面铺层，分别记为Z0+t×n层，n为铺层层数；

S4、同步骤S2和S3，将桨叶中面层向桨叶迎水面逐层移动距离t，得到所有桨叶内芯迎水面铺层，分别记为Z0-t×n层，n为铺层层数；

b.桨叶外表保护层材料准备：

S5、将桨叶背水面和桨叶迎水面分别展平为平面，按照迎水面平面和背水面平面的形状，对芳纶纤维复合材料预浸料进行剪裁得到背水面保护层铺层和迎水面保护层铺层；

c.桨叶铺放：

S6、将裁剪好的背水面保护层铺层、桨叶内芯背水面铺层、桨叶中面层铺层、桨叶内芯迎水面铺层和迎水面保护层铺层逐层铺放在桨叶模具中，桨叶内芯背水面铺层、桨叶中面层铺层和桨叶内芯迎水面铺层在铺放时，每铺放3～4层，抽一次真空，待全部铺层铺放完毕，合模，抽真空；

d.桨叶热压固化：

S7、铺放完成后进行热压固化，得到复合材料桨叶成品。

4.根据权利要求3所述的一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶的制备方法，其特征在于：步骤S1、S2中，所述碳纤维复合材料预浸料为碳纤维树脂基复合材料预浸料，其包括连续碳纤维单向带和环氧树脂，所述碳纤维树脂基复合材料预浸料的单层厚度为0.13mm～0.20mm。

5.根据权利要求3所述的一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶的制备方法，其特征在于：步骤S5中，所述芳纶纤维复合材料预浸料为芳纶纤维树脂基复合材料预浸料，其包括正交编织芳纶纤维布和环氧树脂，所述芳纶纤维树脂基复合材料预浸料的厚度在0.18mm～0.2mm。

6.根据权利要求3所述的一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶的制备方法，其特征在于：步骤S5中，将桨叶背水面和桨叶迎水面分别展平为平面，将所得背水面平面或迎水面平面放大1.01～1.03倍，按照放大后迎水面平面或背水面平面的形状，对芳纶纤维复合材料预浸料进行剪裁得到背水面保护层铺层或迎水面保护层铺层。

7.根据权利要求3所述的一种耐蚀耐冲击的船用混杂纤维复合材料螺旋桨叶的制备方法，其特征在于：步骤S7中，热压固化的压强为0.4～0.6MPa、温度为150～180℃、时间为120～180min。