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CN118906571A - 一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN118906571A
CN118906571A CN202410978462.4A CN202410978462A CN118906571A CN 118906571 A CN118906571 A CN 118906571A CN 202410978462 A CN202410978462 A CN 202410978462A CN 118906571 A CN118906571 A CN 118906571A
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潘童
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Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料,涉及复合材料技术领域。该复合材料包括层叠设置的单向浸润带,单向浸润带的纤维面密度为180‑210g/m2。本申请的复合材料的层间剪切强度可以达到95MPa,湿热层间剪切强度达到66MPa,强度湿热保持率达到70%,孔隙率可以为0.16%,具有优异的界面性能和耐湿热性能。

Description

一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及复合材料技术领域,尤其涉及一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料及其制备方法。
背景技术
复合材料应用于飞机结构不仅要承受复杂、长时间的疲劳载荷、意外冲击载荷等作用,而且还要承受温度、湿度等严苛的外部环境因素的考验。随着飞机性能的不断提高,对结构复合材料的性能要求也越来越高。同时,复合材料自身具有组分多元性、结构多重性、失效模式多样性,这些特点使得复合材料性能演化分析十分复杂。对于树脂基结构复合材料,湿热环境条件对复合材料力学性能的影响非常明显,可导致复合材料的强度和刚度下降。
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)的高比强模、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、破损安全性好、性能可设计性等优势已被世人所共识,逐步成为先进国防装备的首选材料。但众所周知,传统的树脂基体具有一定的极性,在湿热的环境中容易吸湿,吸入的水分对基体的塑化和溶胀作用以及因树脂与纤维湿、热膨胀系数的不匹配所产生的内应力引起的微裂纹,使复合材料性能急剧下降。这些问题的存在将严重影响国产碳纤维复合材料的可靠应用,因此,服役环境下国产碳纤维复合材料湿热性能可作为衡量其耐久性和损伤容限的关键特性,其研究是促进其应用的重要保证和前提。
发明内容
为了解决上述技术问题,本申请旨在提供一种耐湿热碳纤维增强树脂基复合材料及其制备方法,该复合材料具有优异的界面性能和耐湿热性能。
根据本申请的第一个方面,一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料,所述复合材料包括层叠设置的单向浸润带,所述单向浸润带的纤维面密度为180-210g/m2
本申请一些实施例中,所述复合材料还包括用于固化层叠设置的单向浸润带的胶剂,所述胶剂的质量占所述复合材料总质量的30-40%。
本申请一些实施例中,所述胶剂由浸胶液经固化形成,所述浸胶液包括重量比为10:6-8的有机溶剂和有机硅改性环氧树脂。
根据本申请的第二个方面,提供了一种复合材料的制备方法,所述复合材料的制备方法用于制备上述耐湿热纤维增强树脂基复合材料,所述制备方法包括:
将多层所述单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件;
在所述预制件上铺设均压板,形成预成型结构;
使所述预成型结构在预设条件下固化,得到所述复合材料。
本申请一些实施例中,所述制备方法还包括:
将连续纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束;
将所述浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成所述单向预浸带。
本申请一些实施例中,所述均压板的密度为7.5-8.5g/cm3,厚度为4.5-5.5mm。
本申请一些实施例中,所述均压板的面密度与所述预浸带的纤维面密度的比值为182.1-222.6。
本申请一些实施例中,所述均压板的表面粗糙度为0.4-0.8μm。
本申请一些实施例中,所述预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至0.6~1.0MPa,以预设升温速率升温至60~80℃,保温保压60~80min;继续以预设升温速率升温至120~140℃,保温保压130~200min。
本申请一些实施例中,所述预设升温速率为1~5℃/min,所述预设加压速率为0.01~0.05MPa/min,预设真空度为-0.090~-0.098MPa。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
本申请的复合材料的层间剪切强度达到95MPa,湿热层间剪切强度达到66MPa,强度湿热保持率达到70%,孔隙率可以为0.16%,具有优异的界面性能和耐湿热性能。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的复合材料的制备方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的预成型结构的层结构示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的单向预浸带的制备方法的流程图。
图4是实施例1的层合板的金相显微镜图。
图5是实施例1的层合板的金相显微镜放大图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例和附图,对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请提供了一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料,该复合材料包括层叠设置的单向预浸带,预浸带的纤维面密度为180-210g/m2;本申请的复合材料的层间剪切强度可以达到95MPa,湿热层间剪切强度达到66MPa,强度湿热保持率达到70%,孔隙率可以为0.16%,具有优异的界面性能和耐湿热性能。
本申请一示例性实施例提供了一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料,复合材料包括层叠设置的单向浸润带,单向浸润带的纤维面密度为180-210g/m2
本实施例中,通过将单向预浸带的纤维面密度控制在180-210g/m2,有利于改善复合材料的力学性能,由此得到的复合材料的层间剪切强度可以达到95MPa,湿热层间剪切强度达到66MPa,强度湿热保持率达到70%,孔隙率可以为0.16%,具有优异的界面性能和耐湿热性能。示例性地,单向预浸带的纤维面密度为180g/m2、189g/m2、194g/m2、199g/m2、205g/m2或者210g/m2
在一示例性实施例中,复合材料还包括用于固化层叠设置的单向浸润带的胶剂,胶剂的质量占复合材料总质量的30-40%。
本实施例中,通过固化的胶剂可以形成三维网络结构,以为复合材料提供稳定的几何形状和尺寸稳定性。并且,胶剂在复合材料的层间提供剪切力的传递,以增强层间粘结,提高复合材料的整体性能,将胶剂的质量控制在复合材料总质量的30-40%,可以平衡复合材料的拉伸强度、冲击韧性、层间剪切强度、耐湿热性能以及粘结性能等性能。示例性地,胶剂的质量占单向预浸带总质量的30%、34%、37%或者40%。
在一示例性实施例中,胶剂由浸胶液经固化形成,浸胶液包括重量比为10:6-8的有机溶剂和有机硅改性环氧树脂。
由于环氧树脂具有机械强度高、化学稳定性好、粘结强度高、收缩率低等优点,因此是复合材料中常用的热固性树脂材料,但是由于普通的环氧树脂的吸水性较高,耐湿热性较差,限制了由其制备的复合材料在湿热环境下的应用。因此,本实施例以有机硅改性环氧树脂作为主要的树脂材料,由于有机硅改性环氧树脂引入了柔性的硅氧链段,其表面疏水性提高,不仅可以提高改性环氧树脂的耐水性和耐化学介质侵蚀性,而且还可以提高改性环氧树脂的韧性、热稳定性。本实施例中,有机硅改性环氧树脂为固态,因此,为了便于其对连续纤维束的浸渍,可以将有机硅环氧树脂粉碎后,与有机溶剂混合后,以形成浸胶液。其中,有机硅改性环氧树脂例如可以选自百思通复合材料(武汉)有限公司。
示例性地,有机溶剂与有机硅改性环氧树脂的重量比可以为10:6、10:6.5、10:7或者10:8。为了便于浸胶液固化形成胶剂,有机溶剂可以采用低沸点的有机溶剂,例如,有机溶剂可以为丙酮。
如图1所示,本申请一示例性实施例提供了一种复合材料的制备方法,其制备方法包括:
S110、将多层单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件。
在步骤S110之前,可以先用软质材料清理模具,后在模具上涂抹脱模剂;然后再将多层单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件。其中,单向预浸带的各层层叠的角度以及层叠的数量并不做限定。例如,可以采用[45/-45]S或[0/90]S等铺设方式;层叠数量可以为6-20层。
S120、在预制件上铺设均压板,形成预成型结构。
在步骤S120中,通过在预制件上铺设均压板,一方面可以提高复合材料的表面平整度,另一方面,通过均压板对预制件的压制作用,可以减少复合材料的孔隙率。其中,均压板可以采用表面光滑的金属板。例如,均压板可以采用45号合金钢板。
本实施例中,可以采用热压罐成型工艺的方式制备复合材料,将预制件与均压板以及其它辅助材料进行组合并装入真空袋中,然后使真空袋通过密封胶条进行密封。
其中,预成型结构如图2所示,图2中,由下至上依次为模具1、第一无孔隔离膜层21、第一脱模布层31、预制件层4、第一脱模布层32、第二无孔隔离膜层22、吸胶材料层5、均压板层6、透气材料层7、真空袋8,其中真空袋8与模具1之间设置有密封胶条层9。其中,第一脱模布层31与第二脱模布层32的主要作用是在便于固化后的复合材料从模具1上顺利脱模,第一脱模布层31和第二脱模布层32的材质可以相同,例如均采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)等。第一无孔隔离膜层21和第二无孔隔离膜层22的主要作用是便于固化后的复合材料从模具1上顺利脱模,同时还可以保护复合材料的表面,以减少磨损;第一无孔隔离膜层21和第二无孔隔离膜层22的材质可以相同,例如均采用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)等。吸胶材料层5用于在浸胶液流动和固化过程中吸收多余的浸胶液,例如可以采用聚酯、聚酰胺等材质。透气材料层7的主要作用是在固化的过程中,允许空气和挥发性气体从预制件层4中逸出,同时阻止浸胶液从真空袋8中流出,例如可以采用PET、PA等材质。
S130、使预成型结构在预设条件下固化,得到复合材料。
本实施例中,连续纤维束通过浸胶液后,形成浸胶后的纤维束;将浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,可以去除其中部分有机溶剂,形成单向预浸带;多层单向预浸带铺层堆叠后,形成预制件;在预制件上铺设均压板,形成预成型结构,预成型结构在预设条件下固化时,浸胶液中的树脂固化形成三维网络结构的胶剂,以提高各层之间的粘结强度。
在一示例性实施例中,在上述实施例的步骤S110之前,如图3所示,复合材料的制备方法还包括:
S210、将连续纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束。
在步骤S210中,将连续纤维束通过浸胶液中,通过一组或多组导向辊的作用,以去除连续纤维束表面多余的浸胶液,以形成浸胶后的纤维束。其中,连续纤维束例如可以采用干喷湿纺T700级(SYT49C-12K)碳纤维。
S220、将浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成单向预浸带。
在步骤S220中,可以采用滚筒缠绕法制备单向预浸带。示例性地,在缠绕设备的滚筒上平铺一层离型纸,将浸胶后的纤维束平行地绕在滚筒上,当滚筒转动时,浸胶后的纤维束以预设间隔平行地缠绕在滚筒上,然后沿滚筒的一根母线将缠绕的浸胶后的纤维束切断展开,干燥去除浸胶后的纤维束表面的有机溶剂,可以得到单向预浸带。其中,预设间隔可以根据浸渍工艺和产品性能要求确定;例如,通过调整缠绕设备的电机频率,以调整滚筒的转动速度以及预设间隔,从而将单向预浸带的纤维面密度控制在180-210g/m2
在一示例性实施例中,均压板的密度为7.5-8.5g/cm3,厚度为4.5-5.5mm。
本实施例中,均压板的密度可以为7.5g/cm3、8.0g/cm3或者8.5g/cm3;厚度可以为4.5mm、5.0mm或者5.5mm。
在一示例性实施例中,均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值为182.1-222.6。
本实施例中,通过将均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值控制在182.1-222.6,可以使得复合材料具有良好的力学性能和耐湿热性能。示例性地,均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值为182.1、193.7、209.2、215.6或者222.6。
在一示例性实施例中,均压板的表面粗糙度为0.4-0.8μm。
表面粗糙度是指物体表面微小不平度的量度,用来描述材料表面的光滑程度。表面粗糙度的等级通常按照Ra值来划分,Ra值的范围可以为0.025μm-100μm。本实施例中,均压板的表面粗糙度为0.4-0.8μm,将均压板放置在预制件上,可以提高预制件的表面平整度。示例性地,均压板的表面粗糙度为0.4μm或者0.8μm。
在一示例性实施例中,预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至0.6~1.0MPa,以预设升温速率升温至60~80℃,保温保压60~80min;继续以预设升温速率升温至120~140℃,保温保压130~200min。
本实施例中,采用60~80℃/60~80min+120~140℃/130~200min两段加热的方式进行固化,并将固化压力控制在0.6~1.0MPa,能够有效增强环氧树脂的交联程度,提升环氧树脂与纤维间的界面结合力,并且可以降低复合材料的孔隙率。其中,在采用上述固化制度对预成型结构进行固化之后,可以以2.0℃/min的速度,保温降温至60℃以下,卸压出罐。
示例性地,一实施例中,预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至0.6MPa,以预设升温速率升温至60℃,保温保压80min;继续以预设升温速率升温至120℃,保温保压200min。
另一实施例中,预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至0.8MPa,以预设升温速率升温至70℃,保温保压70min;继续以预设升温速率升温至130℃,保温保压160min。
另一实施例中,预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至1.0MPa,以预设升温速率升温至80℃,保温保压60min;继续以预设升温速率升温至140℃,保温保压130min。
在一示例性实施例中,预设升温速率为1~5℃/min,预设加压速率为0.01~0.05MPa/min,预设真空度为-0.090~-0.098MPa。
本实施例中,通过将预设升温速率控制在1~5℃/min、预设加压速率控制在0.01~0.05MPa/min,有利于保持固化过程的稳定性,避免因温度或者压力变化过快导致的复合材料内部和外部应力差异过大而引起的应力差和变形问题。
示例性地,一实施例中,预设升温速率为1℃/min,预设加压速率为0.01MPa/min,预设真空度为-0.090MPa。
另一实施例中,预设升温速率为3℃/min,预设加压速率为0.03MPa/min,预设真空度为-0.094MPa。
另一实施例中,预设升温速率为5℃/min,预设加压速率为0.05MPa/min,预设真空度为-0.098MPa。
为了更清楚地解释说明本申请的技术方案,本申请列举了复合材料的制备方法的具体实施例,选择各工艺参数的上述范围的有益效果将通过具体实施例给出具体实验数据进行说明。
实施例
实施例1:一种复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将有机硅改性环氧树脂粉碎后,与丙酮按照10:6.5的重量比混合,搅拌至有机硅改性环氧树脂溶解,得到浸胶液。
(2)将连续碳纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束。
(3)采用滚筒缠绕法,将浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成纤维面密度为194g/m2的单向预浸带。
(4)采用热压罐法制备复合材料层合板,将多层单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件。
(5)将预制件与均压板以及其它辅助材料进行组合并装入真空袋,通过密封胶条将真空袋密封,形成预成型结构。其中,均压板采用45号合金钢板,密度为7.85g/cm3,厚度为5.0mm,表面粗糙度为0.8;均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值为202.3。
(6)将预成型结构在预设条件下进行升温加压固化,预设条件(固化工艺参数)为:在室温(25℃)下抽真空,使真空袋内的真空度为-0.095MPa;室温起始加压,以0.02MPa/min的速率加压至1.0MPa;再以1.5℃/min的速率升温至70℃,保温保压70min;继续以1.5℃/min的速率升温至130℃,保温保压175min;然后再以2.0℃/min,保压降温至60℃以下,卸压出罐;使预成型结构的浸胶液固化形成固化预制件的胶剂,得到复合材料(层合板)。其中,复合材料中胶剂的质量占复合材料层合板总质量的34%。
本实施例中复合材料层合板的金相显微镜图如图4和图5所示,从图4中可以看出,各层均匀排布,没有明显的裂纹或者缝隙,说明该层合板具有较好的力学性能和耐久性;从图5可以看出,层合板中呈黑色的点状结构较少,说明该层合板具有较低的孔隙率。
实施例2:一种复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将有机硅改性环氧树脂粉碎后,与丙酮按照10:6的重量比混合,搅拌至有机硅改性环氧树脂溶解,得到浸胶液。
(2)将连续碳纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束。
(3)采用滚筒缠绕法,将浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成纤维面密度为194g/m2的单向预浸带。
(4)采用热压罐法制备复合材料层合板,将多层单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件。
(5)将预制件与均压板以及其它辅助材料进行组合并装入真空袋,通过密封胶条将真空袋密封,形成预成型结构。其中,均压板采用45号合金钢板,密度为7.85g/cm3,厚度为4.5mm,表面粗糙度为0.4;均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值为182.1。
(6)将预成型结构在预设条件下进行升温加压固化,预设条件(固化工艺参数)为:在室温(25℃)下抽真空,使真空袋内的真空度为-0.090MPa;室温起始加压,以0.01MPa/min的速率加压至0.6MPa;再以1℃/min的速率升温至60℃,保温保压80min;继续以1℃/min的速率升温至120℃,保温保压200min;然后再以2.0℃/min,保压降温至60℃以下,卸压出罐;使预成型结构的浸胶液固化形成固化预制件的胶剂,得到复合材料(层合板)。其中,复合材料中胶剂的质量占复合材料层合板总质量的30%。
实施例3:一种复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将有机硅改性环氧树脂粉碎后,与丙酮按照10:8的重量比混合,搅拌至有机硅改性环氧树脂溶解,得到浸胶液。
(2)将连续碳纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束。
(3)采用滚筒缠绕法,将浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成纤维面密度为194g/m2的单向预浸带。
(4)采用热压罐法制备复合材料层合板,将多层单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件。
(5)将预制件与均压板以及其它辅助材料进行组合并装入真空袋,通过密封胶条将真空袋密封,形成预成型结构。其中,均压板采用45号合金钢板,密度为7.85g/cm3,厚度为5.5mm,表面粗糙度为0.8;均压板的面密度与预浸带的纤维面密度的比值为222.6。
(6)将预成型结构在预设条件下进行升温加压固化,预设条件(固化工艺参数)为:在室温(25℃)下抽真空,使真空袋内的真空度为-0.098MPa;室温起始加压,以0.05MPa/min的速率加压至1.0MPa;再以5℃/min的速率升温至80℃,保温保压60min;继续以5℃/min的速率升温至140℃,保温保压130min;然后再以2.0℃/min,保压降温至60℃以下,卸压出罐;使预成型结构的浸胶液固化形成固化预制件的胶剂,得到复合材料(层合板)。其中,复合材料中胶剂的质量占复合材料层合板总质量的40%。
为了更清楚地解释说明本申请的技术方案,本申请还列举了复合材料的制备方法的实施例4-12,其中,实施例4-12的工艺参数如表1所示。
表1复合材料的工艺参数表
表1(续)复合材料的工艺参数表
性能测试
按照如下方法,对实施例中制备的层合板的性能进行测试,将测试结果记录于表2。
1.层间剪切强度:按照ASTM D2344中的方法对层合板进行层间剪切强度测试,其中,层间剪切强度包括常规试验条件(23℃/50%RH)下的层间剪切强度(ILSS)和湿热条件下(100℃的去离子水煮3天)的湿热层间剪切强度(ILSS-ETW)。
2.孔隙率:使用金相显微镜对层合板进行观察,测定其在单位面积下的孔隙的数量,以计算复合材料的孔隙率。
表2实施例的层合板的性能测试表
ILSS,MPa ILSS-ETW,MPa 强度湿热保持率,% 孔隙率,%
实施例1 95.0 66.7 70.2 0.16
实施例2 90.5 61.6 68.1 0.19
实施例3 92.8 64.0 69.0 0.16
实施例4 85.3 59.1 69.3 0.17
实施例5 90.6 64.0 70.6 0.18
实施例6 93.1 64.7 69.5 0.17
实施例7 94.5 65.0 68.8 0.19
实施例8 94.0 64.2 68.3 0.19
实施例9 91.3 62.1 68.0 0.21
实施例10 87.4 59.8 68.4 0.25
实施例11 85.6 54.3 63.4 0.34
实施例12 82.5 47.5 57.6 0.48
结合表1和表2数据可以看出,实施例1的层合板的层间剪切强度、湿热层间剪切强度、强度湿热保持率明显优于实施例9-12的层合板,说明在制备复合材料层合板时,使用均压板制备预成型结构,可以提高树脂与纤维间的界面结合力;同时实施例1的层合板的强度湿热保持率明显高于实施例9-12的层合板,实施例1的层合板的孔隙率明显低于实施例9-12的层合板,说明在湿热条件下树脂与纤维界面吸水能力下降,塑化和溶胀作用减弱,树脂分子链运动变缓,使得复合材料的力学性能得以保持。
实施例1的层合板的层间剪切强度、湿热层间剪切强度、强度湿热保持率明显优于实施例2-4的层合板,说明在制备复合材料层合板时,通过调整固化工艺参数,能有效增强环氧树脂的交联程度,进而提升树脂与纤维间的界面结合力;同时,有利于复合材料孔隙率的下降,说明通过固化工艺参数的调整,可以改善复合材料的界面性能和耐湿热性能。
实施例1的层合板的层间剪切强度、湿热层间剪切强度、强度湿热保持率明显优于实施例5-8的层合板,说明在制备复合材料层合板时,通过调整预浸带的纤维面密度以及均压板与预浸带的面密度的比值,可以改善复合材料的界面性能和耐湿热性能。
综上所述,本申请的复合材料的层间剪切强度达到95MPa,湿热层间剪切强度达到66MPa,强度湿热保持率达到70%,孔隙率可以为0.16%,具有优异的界面性能和耐湿热性能。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应的技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种耐湿热纤维增强树脂基复合材料,其特征在于,所述复合材料包括层叠设置的单向浸润带,所述单向浸润带的纤维面密度为180-210g/m2
2.根据权利要求1所述的耐湿热纤维增强树脂基复合材料,其特征在于,所述复合材料还包括用于固化层叠设置的单向浸润带的胶剂,所述胶剂的质量占所述复合材料总质量的30-40%。
3.根据权利要求2所述的耐湿热纤维增强树脂基复合材料,其特征在于,所述胶剂由浸胶液经固化形成,所述浸胶液包括重量比为10:6-8的有机溶剂和有机硅改性环氧树脂。
4.一种复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料的制备方法用于制备如权利要求1-3任一项所述的耐湿热纤维增强树脂基复合材料,所述制备方法包括:
将多层所述单向预浸带进行铺层堆叠,形成预制件;
在所述预制件上铺设均压板,形成预成型结构;
使所述预成型结构在预设条件下固化,得到所述复合材料。
5.根据权利要求4所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:
将连续纤维束通过浸胶液,形成浸胶后的纤维束;
将所述浸胶后的纤维束按照预设间隔平行设置,干燥后,形成所述单向预浸带。
6.根据权利要求4所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述均压板的密度为7.5-8.5g/cm3,厚度为4.5-5.5mm。
7.根据权利要求4所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述均压板的面密度与所述预浸带的纤维面密度的比值为182.1-222.6。
8.根据权利要求4所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述均压板的表面粗糙度为0.4-0.8μm。
9.根据权利要求4所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述预设条件包括:
在预设真空度下,以预设加压速率加压至0.6~1.0MPa,以预设升温速率升温至60~80℃,保温保压60~80min;继续以预设升温速率升温至120~140℃,保温保压130~200min。
10.根据权利要求9所述的复合材料的制备方法,其特征在于,所述预设升温速率为1~5℃/min,所述预设加压速率为0.01~0.05MPa/min,预设真空度为-0.090~-0.098MPa。
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