[发明专利]一种变密度结构圆筒预制体的制备方法

说明书

本发明提供一种变密度结构圆筒预制体的制备方法，包括以下步骤：a、将碳纤维、黏胶纤维和热熔纤维混合，得到混合料；b、将混合料开松，梳理，成网，针刺得到网胎A；c、将碳纤维梳理，成网，针刺得到网胎B；d、将一层碳纤维布和一层网胎B叠层，针刺至厚度3～4mm，得到预制体一；e、将预制体一两端用碳纤维布和网胎B依次铺层，针刺，中间段用网胎A逐层铺设，直至厚度达到9～10mm，得到预制体二；f、将预制体二用碳纤维布和网胎B叠层，逐层铺设，针刺至厚度12～15mm，得到预制体三；g、将制备好的预制体三焙烧得到圆筒预制体。本发明制备得到的圆筒预制体既具有足够的强度，又具有隔热保温的性能。

技术领域

本发明涉及碳纤维增强复合材料技术领域，具体涉及一种变密度结构圆筒预制体的制备方法。

背景技术

碳碳复合材料作为一种新型材料，源于结构的多样性，其具备各种各样的优异性能，碳纤维增强的碳碳复合材料强度比普通钢铁高，密度却只不足钢铁1/4，其具有良好的导热、导电性能，却又能应用于高温隔热保温场合。在新材料运用日益扩大的同时，对材料的要求也越来越高，如何将材料的多种功能及性能结合于一体成为当下亟待解决的一个问题。

在光伏领域的热场中，通常既要求产品具有足够的强度，又具有隔热保温的性能，现有的圆筒预制体还不能同时满足强度和隔热保温的性能。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种变密度结构圆筒预制体的制备方法，该结构结合了碳碳材料的强度和隔热保温功能，外层为结构层起承力作用，中间层为低密度隔热层，使得变密度结构圆筒预制体同时满足强度和隔热保温的性能。

本发明采用的技术方案是：

一种变密度结构圆筒预制体的制备方法，其中：所述制备方法包括以下步骤：

a、将碳纤维：黏胶纤维：热熔纤维按照重量比为（0.3~0.7）：（0.2~0.5）：（0.1~0.3）的比例混合，得到混合料；

b、将混合料投入开松机进行开松，之后依次进行梳理，成网，针刺工序得到网胎A，所述网胎A的面密度为50~150g/m²；

c、将碳纤维投入开松机，依次进行梳理，成网，针刺工序得到网胎B，所述网胎B的面密度为50~100 g/m²；

d、提供碳纤维布，将一层碳纤维布和一层网胎B叠层，逐层铺设，逐层针刺至厚度达到3～4mm，得到预制体一；

e、将预制体一两端用碳纤维布和网胎B依次铺层，在中间段用网胎A进行逐层铺设，两端逐层针刺直至厚度达到9～10mm，厚度每增加2mm，用圆柱形外模包覆预制体一表面加热，控制加热温度为130~140℃，加热时间为5~10min，使中间段网胎A热熔成型，得到预制体二；

f、将预制体二用碳纤维布和网胎B叠层，逐层铺设，逐层针刺直至厚度达到12～15mm，得到预制体三；

g、将制备好的预制体三放进炉中抽真空，通入氮气保持微正压，焙烧，自然降温，得到圆筒预制体。

优选的是，所述的变密度结构圆筒预制体的制备方法，其中：所述步骤a和步骤c中碳纤维长度为40~90mm，黏胶纤维长度为20~50mm，热熔纤维长度为50~90mm。

优选的是，所述的变密度结构圆筒预制体的制备方法，其中：所述步骤d中碳纤维布为平纹布、斜纹布或缎纹布，所述碳纤维布的面密度为100~400 g/m²，碳纤维布经纱碳纤维≥6K，纬纱碳纤维＜6K。

优选的是，所述的变密度结构圆筒预制体的制备方法，其中：所述步骤d和步骤e中均控制针刺密度为20~40针/cm²，针刺深度为10~16mm，体密度为0.4~0.6g/cm³。

优选的是，所述的变密度结构圆筒预制体的制备方法，其中：所述步骤e中控制中间段的体密度为0.1~0.2g/cm³。