[发明专利]一种制备取向短纤维增强树脂基复合材料的方法及装置

摘要

本发明提供了一种制备取向短纤维增强树脂基复合材料的方法，依次包括备料工序、取向工序和成型工序，通过备料工序获得短纤维混合液，通过取向工序对短纤维混合液进行取向，通过成型工序进行短纤维的编织与铺层设计并最终制备得到取向短纤维增强树脂基复合材料。本发明同时还提供了一种制备取向短纤维增强树脂基复合材料的装置。本发明开创了一种新的取向短纤维增强树脂基复合材料的制备方法，能通过编辑排列短纤维的取向来改善短纤维对树脂基体的增强效果，获得的复合材料性能优良，简化了短纤维取向利用工艺步骤。

主权项

1.一种制备取向短纤维增强树脂基复合材料的方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1、备料向搅拌装置中依次投入固化剂和液态树脂进行搅拌分散均匀，获得复合液，所述复合液中固化剂的质量为液态树脂质量的2％‑20％；向搅拌装置中添加稀释剂进一步搅拌至液体粘度为0.1‑20Pa.s，获得稀释后的复合液；再向搅拌装置中加入短纤维并继续搅拌10‑20min，获得短纤维混合液并导入储液池，所述短纤维混合液中短纤维的添加量为稀释后的复合液质量的1‑60％；步骤2、取向将储液池中的短纤维混合液泵送至取向装置中，由取向装置对短纤维混合液进行取向，获得取向短纤维混合液；步骤3、成型a)铺层设计将所述取向短纤维混合液经导流管输送至固定在三轴移动平台Z轴上的出液喷头中，由控制器控制Z轴的移动及设置在导流管上的电磁阀的开关，使取向短纤维混合液按Z轴的移动轨迹流到位于出液喷头下方的模具中，并通过电磁阀控制出液喷头的出液，实现对取向短纤维的编织与结构分布，获得铺放成型的取向短纤维混合液；b)预成型将带有铺放成型的取向短纤维混合液的模具经传送带传送至控温隧道中，在温度为50‑90℃的环境下加热10‑40min，获得复合材料毛坯；c)热压罐成型将所述复合材料毛坯进行预处理后放入热压罐内，对热压罐加温加压至温度为50‑200℃、压力为0.1‑0.8MPa的成型条件，维持成型条件60‑180min，使复合材料毛坯固化成型，获得取向短纤维增强树脂基复合材料。