[发明专利]大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法

说明书

本发明公开了一种大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法，该方法包括如下步骤：1)制备预浸布：采用碳纤维布和树脂加工制成预浸布；2)预浸布铺层：将预浸布裁剪成设计的形状后，在工装内进行铺层；3)抽真空处理：在预浸布铺层过程中，进行间歇抽真空处理；4)模压固化：铺层结束后，将工装合模放在平板硫化机中进行加压固化；5)后处理：通过机加处理，得到大厚度碳纤维增强树脂基复合材料产品。本发明大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法可一次模压成型，制备效率高。

技术领域

本发明涉及复合材料制备的技术领域，具体涉及一种大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法。

背景技术

随着科技不断发展，航天运载火箭需大幅提升运载距离，来满足科技进步的需求。提高运载火箭的推重比、提升有效载荷和发展超大直径发动机是提升运载技术的必由之路。其中，可通过发展新材料以代替原有航天器的金属材料，有效地减轻航天器的结构质量，提高飞行器的有效载荷，实现运载距离大幅提升。

碳纤维增强树脂基复合材料属于先进复合材料，具有比强度高、比刚度大、抗疲劳性好、减震性好等特点。并且，通过铺层设计实现材料性能局部优化，可满足强度、刚度和各种特殊要求，这是传统的性能均一性强的金属材料无法比拟的。

碳纤维增强树脂基复合材料主要制备技术为抽真空-热压罐技术，此技术适合制备薄壁复合材料。然而，利用此技术制备大厚度复合材料，会出现产品内部分层、富脂、孔隙等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法，该制备方法可一次模压成型，制备效率高。

为实现上述目的，本发明提供的一种大厚度碳纤维增强树脂基复合材料模压制备方法，包括如下步骤：

1)制备预浸布：采用碳纤维布和树脂加工制成预浸布；

2)预浸布铺层：将预浸布裁剪成设计的形状后，在工装内进行铺层；

3)抽真空处理：在预浸布铺层过程中，进行间歇抽真空处理；

4)模压固化：铺层结束后，将工装合模放在平板硫化机中进行加压固化；

5)后处理：通过机加处理，得到大厚度碳纤维增强树脂基复合材料产品。

进一步地，所述步骤1)中，所述碳纤维布选自平纹布和/或单向布；所述树脂选自环氧树脂。

进一步地，所述步骤1)中，预浸布的树脂含量为30％～50％。

进一步地，所述步骤2)中，采用连续包覆铺层方式和非连续平行铺层方式进行铺层。

进一步地，所述连续包覆铺层方式为上层、下层以及任一个侧面由连续的预浸布铺层，剩余部分为非连续平行铺层；所述非连续平行铺层方式为预浸布均为平行铺层，且每层间预浸布不连续。

进一步地，所述步骤2)中，预浸布铺层的厚度与大厚度碳纤维增强树脂基复合材料产品的厚度之比为1：0.8～0.9。

进一步地，所述步骤3)中，间歇抽真空处理具体为每铺30～40层预浸布，抽一次真空。

进一步地，所述步骤3)中，间歇抽真空处理的真空压力≤-0.09MPa，保压30～60min。

进一步地，所述步骤4)中，加压固化的压力为10～15MPa，温度为160～180℃，保温时间为2～3h。

再进一步地，所述步骤5)中，机加处理前进行质量检验，产品检验合格后进行机加处理得到设计形状的大厚度碳纤维增强树脂基复合材料产品。

更进一步地，大厚度碳纤维增强树脂基复合材料的厚度为60～100mm。