[发明专利]一种适用于RTM工艺的低密度纤维增强体增强材料构件净尺寸成型的方法

说明书

本发明提供了一种适用于RTM工艺的低密度纤维增强体增强材料构件净尺寸成型的方法；所述方法包括如下步骤：(1)将胶液原料与溶剂混合形成胶液；(2)将步骤(1)得到的胶液喷洒至纤维预制体上，而后进行铺覆和半烘干；(3)重复进行步骤(2)中胶液喷洒1～20次以及步骤(2)中铺覆0～20次得到预处理纤维增强体；(4)将步骤(3)得到的预处理纤维增强体嵌入模具中，经过打磨和烘干后，通过RTM工艺注胶成型、固化脱模、干燥防潮后得到构件；本发明提供的方法解决了低密度纤维增强体增强多孔材料通过RTM方式净成型的问题，能够取消最终的产品型面加工，得到高型面精度无褶皱的产品。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种适用于RTM工艺的低密度纤维增强体增强材料构件净尺寸成型的方法。

背景技术

随着飞行器飞行马赫数逐渐升高，飞行时间及飞行距离的延长，对于飞行器的重量要求也越来越高，越来越多的轻质高强复合材料成为飞行器结构与热防护材料的研究重点。而纤维增强树脂/前驱体基体复合材料作为可制备的轻质高强材料被大家广泛应用和研究。所使用的纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维等，基体包括合成树脂、橡胶、陶瓷前驱体及碳材料等。

为保证飞行器热防护结构的重量需求，近年来，纤维增强体逐渐由纤维布替换为由纤维网胎连接而成的低密度纤维毡，或由纤维布与低密度纤维毡层层交替的增强体材料，该方法既能进一步有效的降低热防护结构的重量，同时又能够满足在高冲刷及剪切力的条件下的应用。

但在复合材料制备过程中，由于低密度纤维毡层间结合强度弱，在操作前容易出现变形，导致型面尺寸偏差较大，尤其对于大尺寸异型构件产品，一旦发生变形，合模过程中产品型面容易出现深浅不一的褶皱，这些褶皱在飞行器飞行过程中会影响气动外形，严重时可导致材料局部损坏，飞行器内温度升高，影响内部仪器正常工作，因此在制备时需预留型面加工余量，导致产品生产周期延长，经济效益低，对于大尺寸异型构件加工时的型面精度控制较差，最后会影响产品装配。

因此，仍需解决低密度纤维增强体增强多孔材料通过RTM方式净成型的问题，取消最终的产品型面加工，得到高型面精度无褶皱的产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有的低密度纤维毡层间结合强度弱，在操作前易变形，针对现有技术中的缺陷，提供一种适用于RTM工艺的低密度纤维增强体增强材料构件净尺寸成型的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于RTM工艺的低密度纤维增强体增强材料构件净尺寸成型的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将胶液原料与溶剂混合形成胶液；

(2)将步骤(1)得到的胶液喷洒至纤维预制体上，而后进行铺覆和半烘干；

(3)重复进行步骤(2)中胶液喷洒1～20次以及步骤(2)中铺覆0～20次得到预处理纤维增强体；

(4)将步骤(3)得到的预处理纤维增强体嵌入模具中，经过打磨和烘干后，通过RTM工艺注胶成型、固化脱模、干燥防潮后得到构件。

本发明提供的方法，通过胶液对纤维增强体成型的过程，提高了纤维层间结合强度，控制了在预制体处理过程运输及前处理过程中的应力释放，使得增强体型面得到了有效控制，避免了后续RTM工艺过程出现变形的问题。

本发明中，纤维增强体密度低，其密度小于0.15g/cm³；而现有的方法中，主要使用的是高密度的纤维增强体，其无需经过上述处理过程；而其他工艺中有将纤维布作为固定层的方法，但该方法只能固定在一侧，另一侧由于是环形内型面，或凹侧面而无法固定，仍然会导致一侧的应力释放，导致预制体变形。

本发明所述RTM工艺的含义：树脂传递模塑成型，指低粘度树脂在闭合模具中流动、浸润增强材料并固化成型的一种工艺技术。