[发明专利]一种自支撑半浸渗自粘非屈曲预定型织物的制备方法

摘要

本发明属于高性能复合材料低成本制备技术领域，涉及一种自支撑半浸渗自粘非屈曲预定型织物的制备方法。本发明提出一种自支撑半浸渗自粘非屈曲预定型织物的制备思路，利用预浸复合机自带的排纱机构和张力控制装置实现纤维束的高准直排布，代替了传统RTM工艺使用的屈曲编织物；预定型织物在预浸时，在纤维束纱表面引入高孔隙超薄无纺布，提高预定型织物的操作工艺性，同时高孔隙超薄无纺布也可以有效提高复合材料韧性；通过制备工艺参数的优化，可实现高粘性的树脂胶膜分布于预定型织物的表面，与传统RTM工艺中使用的干态纤维预定型织物相比，极大地提高了预定型织物的铺覆工艺性。

主权项

1.一种自支撑半浸渗自粘非屈曲预定型织物的制备方法，其特征是，按照如下方法制备：(a)将树脂预热后放入胶膜机中，在树脂黏度为(100～200)Pa·s的条件下制备面密度占预定型织物质量含量的(7～9)％的连续树脂胶膜；(b)将纤维束纱按顺序穿入纱轴内，控制纤维束张力在(50～500)N之间，牵引出纤维束，穿过排纱孔板，经过纤维展纱装置后，引入排纱的篦子后待用；(c)将面密度为(5～15)g/m²的高孔隙超薄无纺布通过放卷装置引至排布好的纤维束纱上下表面，并将树脂胶膜通过放卷装置引至无纺布表面；(d)启动预浸机控制系统，在牵引装置的引导下，使树脂胶膜、无纺布、平行排布的纤维纱组合体依次通过加热板和压力辊，控制树脂胶膜黏度在(50～150)Pa·s之间、控制预浸压力在(0.2～3.0)MPa范围内、控制预浸速度在(2.0～6.0)m/min之间；(e)通过响应面分析法优化预浸时的工艺参数，以树脂胶膜黏度、预浸压力、预浸速度为自变量，以胶膜预浸深度为因变量，设计三因素三水平的Box‑Benhnken实验；树脂胶膜黏度最低值设定为50Pa·s，最高值设定为150Pa·s，预浸压力最低值设定为0.2MPa，最高值设定为3.0MPa，预浸速度最低值设定为2.0m/min，最高值设定为6.0m/min，将上述自变量设定值输入Box‑Benhnken实验矩阵，并按照实验矩阵生成的自变量参数组合进行预定型织物的制备，通过显微镜观察预定型织物截面结构，得到实验矩阵中因变量值，然后通过响应面分析法得到三种工艺参数与预浸深度之间的关系；以树脂胶膜1/3厚度位于预定型织物表面，1/3厚度位于纤维束纱近表层的预浸深度为目标，优选出(5～8)组胶膜黏度、预浸压力和预浸速度的工艺组合进行预定型织物的制备，通过显微镜观察预定型织物截面结构，得到最接近目标结构的制备工艺参数，并以此工艺参数进行预定型织物的制备，进而得到自支撑半浸渗自粘非屈曲预定型织物。