一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法技術

一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，它涉及一種板筋件的制備方法，本發明專利技術的目的是為了解決預浸料模壓成型工藝中預浸料難以鋪設的問題。本發明專利技術的方法為制備高性能熱塑性復合材料平板，使用熱壓法；裁剪合適平板尺寸，放入模具等待二次模壓；先加熱，再加壓，保溫保壓處理；卸壓，降溫冷卻，脫模。本發明專利技術能夠實現純機械化生產，適用范圍廣泛，制備周期短，成本低廉，適用于實驗室研究及工廠批量生產。

Method for preparing high performance thermoplastic composite material plate reinforcement

A high performance thermoplastic composite plate reinforcement preparation method, which relates to a preparation method of plate reinforcement, the purpose of the invention is to solve the prepreg molding process of prepreg to the problem of laying. The method of high performance thermoplastic composite plate is prepared using hot pressing method; cutting the appropriate tablet size, add to the mold for a two molding; heating, pressure, temperature and pressure; pressure relief, cooling, demoulding. The invention can realize pure mechanized production, has wide application range, short preparation cycle and low cost, and is suitable for laboratory research and batch production in factories.

【技術實現步驟摘要】
一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法
本專利技術具體涉及一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法。
技術介紹
板筋結構具有重量輕、承載力高、抗彎能力強、占用空間小的特點,經合理設計可以起到支撐、防護、構架聯接的作用。復合材料相比于傳統金屬材料具有比強度高、比剛度高和材料性能可設計性等優勢，在航空航天等領域得到了越來越廣泛的應用。相比于熱固性復合材料，高性能熱塑性復合材料可進行二次沖壓，進而對于板筋件的外形設計更加容易。
技術實現思路
本專利技術提供了一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，設計出利用預浸料生產熱塑性復合材料板筋件的工藝流程，即先將預浸料模壓成平板，進而剪裁平板為相應形狀，進行二次成型。從而解決了預浸料模壓成型工藝中預浸料難以鋪設的問題。本專利技術的一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，它是按照以下步驟進行的：一、將預浸料模壓成平板；二、對平板進行剪裁，鋪設于模具內等待二次模壓；三、進行二次模壓：模具溫度150～250℃，材料從室溫升至350～450℃，升溫速率3～7℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min；四、卸壓，降溫冷卻，脫模。本專利技術的板筋件是通過圖2和3所示的模具制備而成的。本專利技術包含以下有以效果：本專利技術在材料的選用上，使用的是連續纖維增強熱塑性復合材料，相比于傳統的熱固性復合材料，熱塑性復合材料具有更好的抗沖擊性能，且成型工藝簡單，多次加工以及回收利用。本專利技術能夠實現純機械化生產，適用范圍廣泛，制備周期短，成本低廉，適用于實驗室研究及工廠批量生產。本專利技術二次模壓具有如下優勢：由于預先壓制平板，然后根據需要裁切相應的形狀，進而二次模壓成型，可以解決由預浸料直接模壓異形件時出現的預浸料鋪設不均勻，預浸料層間串位等問題。本專利技術的方法一方面熱塑材料給多次模壓提供可能，所以可以考慮對成型件的再次模壓或焊接等操縱。另一方面，熱塑材料可以進行修補。附圖說明圖1為高性能熱塑性復合材料板筋件實物示意圖；圖2為制作本專利技術高性能熱塑性復合材料板筋件的L型件模具結構示意圖；圖3為制作本專利技術高性能熱塑性復合材料板筋件的π型件模具結構示意圖。具體實施方式具體實施方式一：本實施方式的一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，它是按照以下步驟進行的：一、將預浸料模壓成平板；二、對平板進行剪裁，鋪設于模具內等待二次模壓；三、進行二次模壓：模具溫度150～250℃，材料從室溫升至350～450℃，升溫速率3～7℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min；四、卸壓，降溫冷卻，脫模。具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：在將平板放入模具前，對模具進行如下處理：先用丙酮對模具進行清洗，然后將脫模劑均勻涂抹在模具表面，將模具放入烘干箱，將溫度設為230℃，重復上述操作，使脫模劑滲透在模具表面。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：預浸料包括碳纖維/聚醚醚酮預浸料、碳纖維/聚醚酮酮預浸料或碳纖維/聚苯硫醚預浸料；其中，預浸料碳纖維體積含量為45％～65％。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：預浸料碳纖維體積含量為50％～65％。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：預浸料碳纖維體積含量為55％～65％。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同的是：預浸料碳纖維體積含量為55％～60％。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一不同的是：模具溫度200℃，材料從室溫升至400℃，升溫速率5℃/min，保溫30min，然后施加10個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一不同的是：模具溫度200℃，材模具溫度180℃，材料從室溫升至400℃，升溫速率6℃/min，保溫30min，然后施加10個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一不同的是：模具溫度200℃，材料從室溫升至400℃，升溫速率4℃/min，保溫40min，然后施加10個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一不同的是：模具溫度180～230℃，材料從室溫升至380～430℃，升溫速率4～6℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式一不同的是：模具溫度200～230℃，材料從室溫升至400～430℃，升溫速率5℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式一不同的是：所述的模具側部開孔，模具面部開孔，模具開槽對平板進行定位。其它與具體實施方式一相同。本
技術實現思路
不僅限于上述各實施方式的內容，其中一個或幾個具體實施方式的組合同樣也可以實現專利技術的目的。通過以下實施例驗證本專利技術的有以效果：實施例1本實施例的一種高性能熱塑性復合材料板筋件及其制備方法，它是按照以下步驟進行的：步驟一：制備平板熱壓模具，在熱壓之前，先用丙酮對模具進行清洗，然后將脫模劑均勻涂抹在模具表面，將模具放入烘干箱，將溫度設為230℃，反復幾次使脫模劑良好滲透在模具表面；步驟二：根據鋪層要求裁剪連續纖維增強熱塑性復合材料預浸料；步驟三：熱壓前再次對平板熱壓模具涂抹脫模劑，將裁剪好的預浸料按照設計的鋪層要求在熱壓模具中鋪設好，采用熱壓機進行層合板的壓制，熱壓工藝為先從室溫升至380℃，升溫時間約為2小時，待溫度達到要求后施加10個大氣壓的壓強，保溫保壓30分鐘以使預浸料充分融合，隨后在保壓狀態下自然冷卻至室溫，開模，脫模得到連續纖維增強熱塑性復合材料層合平板。實施例2本實施例的一種高性能熱塑性復合材料板筋件及其制備方法，它是按照以下步驟進行的：步驟一、制備板筋件熱壓模具，在熱壓之前，先用丙酮對模具進行清洗，然后將脫模劑均勻涂抹在模具表面，將模具放入烘干箱，將溫度設為230℃，反復幾次使脫模劑良好滲透在模具表面；步驟二、采用水切割或線切割工藝，按照板筋件尺寸將層合平板切割成相應大小，本文以矩形板為例；步驟三、將步驟五切割得到的平板放置于板筋件熱壓模具進行壓制成型：熱壓工藝為升溫至380℃，待溫度達到后施加10個大氣壓的壓強，3～5分鐘后卸壓，降溫，脫模得到板筋件。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，其特征在于它是按照以下步驟進行的：一、將預浸料模壓成平板；二、對平板進行剪裁，鋪設于模具內等待二次模壓；三、進行二次模壓：模具溫度150～250℃，材料從室溫升至350～450℃，升溫速率3～7℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min；四、卸壓，降溫冷卻，脫模。

【技術特征摘要】
1.一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，其特征在于它是按照以下步驟進行的：一、將預浸料模壓成平板；二、對平板進行剪裁，鋪設于模具內等待二次模壓；三、進行二次模壓：模具溫度150～250℃，材料從室溫升至350～450℃，升溫速率3～7℃/min，保溫20～40min，然后施加8～12個大氣壓的壓強，保溫保壓3～5min；四、卸壓，降溫冷卻，脫模。2.根據權利要求1所述的一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，其特征在于在將平板放入模具前，對模具進行如下處理：先用丙酮對模具進行清洗，然后將脫模劑均勻涂抹在模具表面，將模具放入烘干箱，將溫度設為230℃，重復上述操作，使脫模劑滲透在模具表面。3.根據權利要求1所述的一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，其特征在于預浸料包括碳纖維/聚醚醚酮預浸料、碳纖維/聚醚酮酮預浸料或碳纖維/聚苯硫醚預浸料；其中，預浸料碳纖維體積含量為45％～65％。4.根據權利要求3所述的一種高性能熱塑性復合材料板筋件的制備方法，其特征在于預浸料碳纖維體積含量為50％～65％。5.根據權利要求4所述的一種高性...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王兵，劉安康，王世勛，張涵其，馬力，吳林志，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23