本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種提高復(fù)合材料抗分層性能的方法。
背景技術(shù)：
多層復(fù)合板材的易分層的問題，是影響材料綜合使用性能的重要指標。國內(nèi)外都有一些技術(shù)措施，如織物縫合技術(shù)、三維編織技術(shù)、Z-pin銷釘植入技術(shù)、原位復(fù)合技術(shù)、X-core技術(shù)、紗線層連技術(shù)、絎縫技術(shù)、纖維針刺氈技術(shù)等。這些技術(shù)一是生產(chǎn)成本較高，二是生產(chǎn)過程對纖維的損傷較嚴重，三是生產(chǎn)工藝標準化程度低，四是產(chǎn)品的質(zhì)量一致性難以控制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種提高復(fù)合材料抗分層性能的方法。
本發(fā)明的提高復(fù)合材料抗分層性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：
將磨碎的短切碳纖維、膠及稀釋劑混合均勻，形成磨碎纖維膠，再在干織物層間直接涂敷磨碎纖維膠，或者在去除了去離型紙和離型膜的織物預(yù)浸料層間涂敷磨碎纖維膠；然后模壓成型，得到復(fù)合材料。
所述膠一般采用熱固性樹脂或者熱塑性樹脂。所述膠為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂或聚酰亞胺或聚氨酯(PU)等或熱塑聚合物如聚丙烯PP或聚酰亞胺PA等。
優(yōu)選，具體步驟如下：
a、將磨碎的短切碳纖維與環(huán)氧樹脂和丙酮按照質(zhì)量比：15～20：60～70：15～20混合均勻，形成磨碎纖維膠；
b、在碳纖維織物層間或去除了離型紙和離型膜的環(huán)氧樹脂基預(yù)浸料層間直接涂敷磨碎纖維膠，磨碎纖維膠濕態(tài)厚度為0.2～1mm，然后模壓成型，得到復(fù)合材料。
優(yōu)選，所述的磨碎的短切碳纖維是將長度為0.5～4mm的短切碳纖維經(jīng)過球磨機磨碎后，變成磨碎碳纖維，磨碎碳纖維為兩端尖銳的剛性針狀體，其長度在0.1～2mm，磨碎碳纖維的細度為2～8μm。
優(yōu)選，所述的模壓成型是在上、下模具的邊緣處涂敷磨碎纖維膠，使得邊緣或角處的開放式織物層斷面呈飽和粘接，以增強粘接牢度，然后將上、下模具合模，模具升溫，模壓成型，得到復(fù)合材料。
本發(fā)明在干織物層間直接涂敷磨碎纖維膠或者在去除了去離型紙和離型膜的織物預(yù)浸料層間涂敷磨碎纖維膠，通過模壓使剛硬狀的短切碳纖維嵌入織物層纖維間的縫隙中，無數(shù)個微小的短切碳纖維嵌入織物纖維的層間能起到銷釘?shù)倪B接作用，可顯著提高抗分層性能，同時還能提高材料的綜合力學(xué)性能，如抗剪切性能。三維分布的磨碎的短切碳纖維作為多層復(fù)合材料的夾層，能有效克服以往多層同類纖維織物或預(yù)浸料容易分層的缺陷。通過模具的型面控制，貼模制備工藝，還可制備成異形曲面夾芯結(jié)構(gòu)材料。因此，本發(fā)明的方法是提高多層復(fù)合材料抗分層能力的有效方法，也是復(fù)合材料的制備技術(shù)中較經(jīng)濟的方法之一。
具體實施方式：
以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。
實施例1：
1、將長度為0.5～4mm的短切碳纖維經(jīng)過球磨機磨碎后，變成磨碎碳纖維，磨碎碳纖維為兩端尖銳的剛性針狀體。其長度在0.1～2mm之間，磨碎碳纖維的細度在2～8μm(微米)。
2、將磨碎纖維與環(huán)氧樹脂和丙酮按照質(zhì)量比：15％：70％：15％混合均勻，形成磨碎纖維膠，以便于用毛刷或膠輥涂敷。
3、在碳纖維織物層(干燥狀態(tài)下)間直接涂敷磨碎纖維膠，磨碎纖維膠濕態(tài)厚度為0.2～1mm。
4、在上、下模具的邊緣處涂敷磨碎纖維膠，使得邊緣或角處的開放式碳纖維織物層斷面呈飽和粘接，以增強粘接牢度。
5、將上、下模具合模，模具升溫到70～75攝氏度進行預(yù)熱，預(yù)壓壓力為10MPa，預(yù)熱預(yù)壓時長30min，期間泄壓至0共三次；然后模具升溫至135攝氏度，壓力增至60MPa，保壓時長50min，模壓成型。
6、模具自然冷卻，出模，得到抗分層性能好的復(fù)合材料。
在沒有層間填充磨碎纖維的情況下，層間剪切強度和層間拉伸強度就是樹脂的剪切強度和拉伸強度。即在碳纖維織物層(干燥狀態(tài)下)間直接涂敷環(huán)氧樹脂和丙酮而不添加短切碳纖維的情況下，按照同樣的模壓程序，其獲得的復(fù)合材料的層間強度為20～35MPa，而按照本實施例的方法制備得到的復(fù)合材料，其層間強度為45～75MPa。
實施例2：
1、將長度為0.5～4mm的短切碳纖維經(jīng)過球磨機磨碎后，變成磨碎碳纖維，磨碎碳纖維為兩端尖銳的剛性針狀體。其長度在0.1～2mm之間，磨碎碳纖維的細度在2～8μm(微米)。
2、將磨碎纖維與環(huán)氧樹脂和丙酮按照質(zhì)量比：20％：60％：20％混合均勻，形成磨碎纖維膠，以便于用毛刷或膠輥涂敷。
3、將用于制造玻璃纖維織物的環(huán)氧樹脂基預(yù)浸料先除去離型紙和離型膜，再在預(yù)浸料層間涂敷磨碎纖維膠，磨碎纖維膠濕態(tài)厚度為0.2～1mm。
4、在上、下模具的邊緣處涂敷磨碎纖維膠，使得邊緣或角處的開放式碳纖維織物層斷面呈飽和粘接，以增強粘接牢度。
5、將上、下模具合模，模具升溫到70～75攝氏度進行預(yù)熱，預(yù)壓壓力為10MPa，預(yù)熱預(yù)壓時長30min，期間泄壓至0共三次；然后模具升溫至135攝氏度，壓力增至60MPa，保壓時長50min，模壓成型。
6、模具冷卻，出模，得到抗分層性能好的復(fù)合材料。
在沒有層間填充磨碎纖維的情況下，層間剪切強度和層間拉伸強度就是樹脂的剪切強度和拉伸強度。即在環(huán)氧樹脂基預(yù)浸料層間直接涂敷環(huán)氧樹脂和丙酮而不添加短切碳纖維的情況下，其獲得的復(fù)合材料的層間強度為15～25MPa，而按照本實施例的方法制備得到的復(fù)合材料，其層間強度為35～55MPa。