[发明专利]一种纤维增强复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维增强复合材料包括依次连接的抗磨阻燃层，结构层和减震层，其中抗磨阻燃层的组分包括热塑性树脂基体、阻燃剂和陶瓷强化材料；结构层为纤维增强热固性树脂层，采用纤维进行三维立体编织形成待浸体，然后对待浸体采用热固性树脂胶液进行浸渍和固化后得到；减震层为热塑性橡胶，组分至少包括聚酰胺50-55份，热塑性丁基橡胶42-48份，硬脂酸3-5份，秋兰姆促进剂2-4份，4010NA防老剂2-3份；结构层和减震层之间通过互锁部连接；

制备方法为：

（1）抗磨阻燃层的制备：首先按照树脂基体：阻燃剂：陶瓷强化材料=100:15:20的重量份数分别配置原料，混合、加热熔融、搅拌，使之形成物理共混状态，随后挤出造粒得到母料；随后在注塑机中合模，将母料熔融后注入模具中使之成型；

（2）结构层的制备：

采用增强纤维，利用三维立体编织方法编织待浸体，互锁部的纤维编织密度为主体部位纤维编织密度的4~6倍；

随后将制得的待浸体放入制备机构中，制备机构包括上模板和下模板，上下模板通过导柱和导柱套连接固定，上模驱动电机设于上模板上方，上模板通过上模固定板连接上模，下模板通过下模固定板连接下模，上模上部设有排气道，排气道设于结构层浸渍空间的最高处，并且斜着通到上模外侧，下模上设有用以定位的台阶部，同时模具内还设有模具加热装置；

将待浸体放入下模中，使结构层下部进入下模上定位部分的台阶部，实现定位；启动上模驱动机构，使上模板带动上模下降并实现合模，启动模具加热装置将模具加热到树脂固化温度；启动气泵，驱动树脂从进液通道进入，并逐步对其中的待浸体进行浸渍；该浸渍过程中，逐步增加气泵的压力，以使得树脂液面能逐步上升，同时浸渍空间内的气体从上模上部的排气道逐步排出；

采用变速增压的方式，在浸渍带有互锁部的部位时，采用相对较小的增压速度P₁，在没有互锁部的部分进行浸渍时，采用相对较大的增压速度P₂，P₁采用1.8kPa/s的增压速度，P₂的确定方法采用的关系确定，L₁为互锁部的纤维编织密度，L₂为主体的纤维编织密度；浸渍完成后，继续维持模具的加热状态使树脂固化后开模将结构层取出；

（3）减震层的制备：首先将聚酰胺和热塑性丁基橡胶、防老剂、硬脂酸投料混炼排胶，冷却后加入促进剂混炼排胶，放置一定时间备用；

（4）整体模压成型，在热压机中依次铺设制备得到的抗磨阻燃层、结构层和减震层，使热压机上下加热模板加压并同时加热，完成材料的整体成型。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所用的树脂基体为聚丁乙烯树脂。

3.根据权利要求2所述的一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所用的阻燃剂采用硼酸锌、氢氧化铝或其混合物。

4.根据权利要求3所述的一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所用的陶瓷强化材料为氧化铝粉。

5.根据权利要求4所述的一种纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，互锁部的纤维编织密度为40~80根/cm²。