[发明专利]一种树脂基复合材料、制备方法及所用真空袋

说明书

本发明提供一种树脂基复合材料、制备方法及所用真空袋，提出了“层状制造”的概念，将大厚度产品使用低熔点塑料膜在厚度上分层多个微小单元层，使用真空浸润后加热、加压，降低了产品的内部缺陷，提高了成型速度，低熔点塑料熔融后，与热固性树脂进行混合，形成微观上的层状增韧层，提高了产品的层间韧性。这种“层状制造”的概念，将为树脂基复合材料的制造提出一个新思路。

技术领域

本发明涉及一种树脂基复合材料的制备方法，属于复合材料制造领域。

背景技术

树脂基复合材料以力学可设计、耐腐蚀、比强度高、比模量高等优点，一直是航天、航空、兵器等军事领域热衷的材料之一，也是活跃在高端武器及高端产品领域的核心材料。我国在航天航空等领域也大力提倡使用树脂基复合材料，以实现“减重、增程”等目标，从而提高飞行器的工作效能和作战能力。如我国的大飞机主要部分如垂尾、方向舵等使用大尺寸的复合材料，将复合材料的用量作为评价性能优劣的重要指标。

随着航天航空的发展，对大尺寸、大厚度复合材料制件提出了需求，同时也在这方面提出了更高的要求，即低成本、快速制造、制件质量高。但现有树脂基制备复合材料的工艺还存在一些问题，例如液态成型工艺等在制备大厚度制件时，成型时间和内部质量存在矛盾，即如果内部质量较好，则材料成型时间很长，大大降低生产效率，无法在短时间内完成材料的快速制备；反之，如果缩短成型时间，即成型时间段，则复合材料裹挟气泡、浸润不良等内部缺陷明显增加，无法确保产品内部质量的优良。此外，特别是制备大型制件的真空灌注工艺，更直接面临上述问题。因此，如何在短时间、低成本条件下完成树脂基复合材料的快速制造，且在保证快速制造前提下，如何确保产品的内部质量仍然保持优良是目前复合材料制造领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出一种树脂基复合材料的制备方法。

本发明的技术解决方案如下：

一方面，

本发明提供一种树脂基复合材料的制备方法，通过以下步骤实现：

步骤1、将增强材料纤维布以一定层数为单位分割成若干薄层单元，每个薄层单元密封后分别置于真空袋内袋中，且在真空袋内袋两端预埋注胶管和出胶管；

步骤2、将上述处理好的若干薄层单元按铺层顺序放置，并置于真空袋外袋中；

步骤3、在温度低于真空袋内袋的熔融温度且真空袋外袋不加压的条件下，对每个薄层单元进行抽真空、注胶，直至每个单元浸润完毕；

步骤4、当每个单元浸润完毕后，对真空袋外袋进行抽真空、注胶，并对各薄层单元升温直至温度超过真空袋内袋的熔融温度，并保温一段时间；

步骤5、真空袋外袋停止注胶，升温、固化以及脱模。

进一步的，所述注胶是指注入热固性树脂胶；

进一步的，所述真空袋内袋材质为热塑性树脂，且其熔融温度t满足：注胶用的热固性树脂凝胶点温度-20℃≤t≤注胶用的热固性树脂凝胶点温度，这样能够保证其与热固性树脂能在熔融状态下互溶；

优选的，所述真空袋内袋的厚度不大于0.1mm。

进一步的，所述真空袋外袋的熔融温度要高于步骤5中固化时的温度。

进一步的，所述每个薄层单元内的纤维布层优选不多于20层。

进一步的，所述薄层单元密封的方法可材料本领域常规的方式，例如热熔枪密封。

进一步的，所述步骤5中，升温、固化以及脱模为本领域对预制件处理的常规方式。

另一方面，