[发明专利]一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装及方法

说明书

本发明提供的一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装及方法，包括上模板和下模板，其中，上模板为倒凸字型结构，下模板上开设有模腔，所述上模板上的凸台与模腔相配合，同时，两者之间设置有间隙；本发明能够更有效的发挥高模沥青基石墨纤维的优异性能，纤维浪费较少，更能根据应用者的需求来自行设计复合材料的尺寸及其纤维含量，应用灵活、方便。容易上手操作。

技术领域

本发明属于碳纤维复合材料技术领域，涉及一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装及方法。

背景技术

炭化、石墨化后制得含碳量大于92％的特种纤维。是一种力学性能和导热性能优异的新材料，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变、导电与导热等优良性能，是航空航天工业中不可缺少的工程材料。

碳纤维增强复合材料是用碳纤维或碳纤维织物作增强体，以树脂、陶瓷、金属、水泥、碳质或橡胶等作为基体所复合在一起的新型材料，质量较小但有较高的比强度、比刚性，轻量化效果比较明显，在航空航天、军工产品系列中受到青睐，同时在体育、汽车等方面也有涉及。

虽然高模沥青基石墨纤维自身性能比较优异，但其模量较高，纤维容易脆断，难编织等。目前在应用方面，高模沥青基石墨纤维很难着手去使用，其性能也很难发挥出来。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装，解决了现有高模沥青基石墨纤维其模量较高，纤维容易脆断，难编织的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装，包括上模板和下模板，其中，上模板为倒凸字型结构，下模板上开设有模腔，所述上模板上的凸台与模腔相配合，同时，两者之间设置有间隙。

优选地，模腔内设置有用于支撑上模板的支撑板，所述支撑板通过固定螺丝紧固。

一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，涂脱模剂：

将上模板的凸台和模腔的表面均涂覆有一层脱模剂，并在70～90℃保温一个小时，形成保护膜，所述脱模剂的用量为0.5ml/cm³；

第二步，铺层：

在涂覆有脱模剂的模腔内铺设若干层石墨纤维，每层为若干束石墨纤维；同时，每层石墨纤维上均匀涂覆有涂胶；

第三步，流平：将下模板(2)放入烘箱中，80℃保温30～60min；之后将上模板(1)和下模板(2)进行组装，再将整个模具放入热压机中，在抽真空条件下进行热压，压力为1～2Mp；

第四步，固化：固化工艺为：先在60～80℃的温度下固化1h；之后在80～100℃的温度下固化2h；接着在120～140℃的温度下固化1h，最后在150～170℃的温度下固化1h；

第五步，拆模：固化完成后，待模具温度降为室温，开始拆模，最终得到高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料。

优选地，第二步中，在铺设石墨纤维时，首先每束石墨纤维之间紧密贴合，且每束石墨纤维平铺拉直；其次每层的石墨纤维的两端通过双面胶固定。

优选地，涂胶是由环氧树脂、甲基四氢苯酐和三-(二甲胺基甲基)苯酚混合而成，且环氧树脂、甲基四氢苯酐和三-(二甲胺基甲基)苯酚之间的质量比为(8～12)：(7～10)：(1～2)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种高模沥青基石墨纤维增强树脂基复合材料的制备工装，结构简单，应用灵活、方便。容易上手操作，