本發(fā)明涉及一種新型膠接用預浸料的生產工藝。
背景技術：
：隨著時代的發(fā)展，碳纖維復合材料越來越廣的應用于各種領域，包括航天航空、鐵路交通、汽車、休閑體育等領域。因此使用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物得到的預浸料，作為制造碳纖維復合材料的一種中間材料被廣泛使用。在制件生產時，夾芯結構的制造一般需要先在夾芯材料表面鋪貼一層結構膠膜，然后再在表面鋪貼預浸料進行固化。這樣在整個夾芯結構制造過程中就需要進行兩次裁剪和鋪貼操作，影響了操作效率和操作精度。特別是在生產大型制件時，會嚴重影響工作效率。為了保證預浸料的含浸程度和固化后板材的力學性能，不會直接將結構膠膜與纖維浸潤。這也是因為普通中溫預浸料用樹脂的粘度（65℃）不大，但膠接用的中溫結構膠膜由于是直接使用，在保證其粘接性能的前提下，樹脂粘度（65℃）普遍較預浸料用樹脂都要偏大很多，如果為了滿足含浸要求提高生產溫度，很容易發(fā)生固化，而造成膠膜報廢。因此，為了高效和高精度地生產夾芯結構制件，有必要研究一種新型預浸料用來替代現(xiàn)有分開使用的結構膠膜和預浸料。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種新型膠接用預浸料的生產工藝解決現(xiàn)有技術中存在的后續(xù)蜂窩或其他夾芯材料鋪貼過程中的操作麻煩，生產效率低的問題，并保證了該產品的大批量生產。本發(fā)明的技術解決方案是：一種新型膠接用預浸料的生產工藝，生產預浸料時，將預浸料用膠膜覆蓋在碳纖維的一面上成單面膠膜，同時在碳纖維的另一面覆蓋一層結構膠膜，并將涂覆兩種膠膜后的碳纖維浸成預浸料，具體生產工藝步驟為：a)設計結構膠膜的樹脂A和預浸料用膠膜的樹脂B，樹脂A和樹脂B為同一體系內實現(xiàn)共固化的樹脂；b)用樹脂A涂覆成結構膠膜C作為上膠膜；c)用樹脂B涂覆成預浸料用膠膜D作為下膠膜；；d)將步驟b）、c）所得結構膠膜C、預浸料用膠膜D兩種膠膜分別在碳纖維的上下兩面與碳纖維同時含浸成預浸料。進一步地，步驟d）中，含浸溫度為50℃~80℃，在該溫度下，樹脂A和樹脂B粘度相差100Pa.s~500Pa.s。進一步地，樹脂A采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂和氰酸酯樹脂中的一種或多種混合得到的組合物。進一步地，樹脂A的粘度要求65℃在100Pa.s~1000Pa.s。進一步地，樹脂B采用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂和氰酸酯樹脂中的一種或多種混合得到的組合物。進一步地，樹脂B的粘度要求65℃在8~50Pa.s之間。進一步地，步驟c）中涂覆的結構膠膜克重為100~500gsm，優(yōu)選為110~300gsm，碳纖維采用單向帶或雙向布，碳纖維的纖維面密度為20~300gsm，預浸料用膠膜克重為所用碳纖維面密度質量百分比的40~80%，優(yōu)選為42~72%。進一步地，步驟d）中使用一步法時的含浸工藝參數(shù)使膠膜B浸潤在碳纖維中，而結構膠膜A不含浸或極少含浸在纖維中。該種新型膠接用預浸料的生產工藝，生產預浸料時，將預浸料用樹脂涂覆成膠膜與纖維含浸，同時在纖維另一面覆蓋一層結構膠膜，便于與其它夾芯材料更好的連接，方便使用，能夠實現(xiàn)批量化生產。該種新型膠接用預浸料的生產工藝，結構膠膜用樹脂A和預浸料用樹脂B必須為同一體系樹脂，能夠進行共固化。樹脂A粘度要盡可能大，65℃在100Pa.s~1000Pa.s；樹脂B粘度要盡可能小，65℃在8~50Pa.s之間。該種新型膠接用預浸料的生產工藝，使用一步法時的含浸工藝參數(shù)包括溫度等應保證預浸料用膠膜浸潤在碳纖維中，而結構膠膜應不含浸或極少含浸在纖維中，保證結構膠膜在預浸料中的完整性。含浸溫度可以為50℃~80℃，在含浸溫度下，樹脂A和樹脂B粘度應相差100Pa.s~500Pa.s。本發(fā)明的有益效果是，該種新型膠接用預浸料的生產工藝，具有如下優(yōu)點：一、經過本工藝處理，預浸料能夠在鋪貼過程中直接與夾芯材料粘接，改變了常規(guī)的先貼膠膜再鋪預浸料的鋪層操作，減少了操作時間，提高制件生產效率和生產精度，保證了制件性能。二、預浸料生產過程中，預浸料用樹脂浸潤了纖維而結構膠膜僅覆蓋在預浸料表面，保證了預浸料原有的優(yōu)異性能。三、整個生產過程操作簡單且高效，方便進行大批量生產，提高了后續(xù)的生產效率，大大減少了生產成本。附圖說明圖1是本發(fā)明實施例預浸料的結構示意圖；圖2是實施例中預浸料生產過程示意圖。其中，11-結構膠膜層；12-碳纖維；13-預浸料用膠膜；21-結構膠膜；22-碳纖維紗束；23-預浸料用膠膜；24-含浸輥輪組；25-成品預浸料。具體實施方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。實施例實施例的新型預浸料及其生產工藝，關鍵點在于摒棄了夾芯結構鋪層過程中先鋪膠膜再鋪預浸料的傳統(tǒng)方法，創(chuàng)新性地將結構膠膜與預浸料結合，減少了在裁剪和鋪層過程中的浪費，使鋪貼過程中預浸料可以直接黏貼夾芯材料，提高夾芯制件的模具鋪貼效率和性能。特別是大型夾芯結構的生產，能提高一倍的效率。實施例工藝適用于預浸料生產，不需要對預浸機進行改造，保證了預浸料大批量生產所需的設備要求。實施例根據膠接用預浸料結構示意圖，如圖1，詳細說明具體實例。根據設計，生產如圖1中預浸料，其中，結構膠膜11是環(huán)氧樹脂體系的膠膜樹脂A，65℃下粘度為200Pa.s。膠膜克重為110gsm。其中，碳纖維12是由碳纖維束展紗形成的單向帶，纖維面密度為75gsm。其中，預浸料用膠膜13是環(huán)氧樹脂體系的預浸料用樹脂B。65℃下樹脂的粘度為10Pa.s。具體實現(xiàn)過程如下：用樹脂A在70℃下涂覆成110gsm結構膠膜21。用樹脂B在55℃下涂覆成61gsm預浸料用膠膜23。在含浸機上將結構膠膜21和預浸料用膠膜23同時含浸。結構膠膜21為上膠膜，預浸料用膠膜23為下膠膜。含浸過程中設備含浸輥輪組24的最高溫度為60℃，輥輪間隙為0.45mm，保證上膠膜能夠覆蓋在預浸料表面，不浸潤碳纖維，而預浸料用膠膜23能充分浸潤纖維22。最后得到成品預浸料25。經檢測，結構膠膜11僅與纖維層12輕微接觸。將膠接用預浸料直接鋪貼在紙蜂窩上后，結構膠膜面朝紙蜂窩，然后進行固化。固化后成品表面沒有裂紋，不存在翹曲等缺陷，具體測試結果列在下表1中。另外單獨生產相同克重的結構膠膜和相同樹脂含量的預浸料，將結構膠膜鋪在紙蜂窩上后再鋪預浸料進行固化。測試結果也列在下表1中。表1實施例的膠接用預浸料與先鋪膠膜再鋪預浸料的測試結果工藝表觀滾筒剝離強度實施例的膠接用預浸料表面沒有裂紋，不存在翹曲65N·m/m先鋪膠膜再鋪預浸料表面沒有裂紋，不存在翹曲64N·m/m從表1中，可以觀察到新型膠接用預浸料得到的夾芯材料與先鋪膠膜再鋪預浸料得到的夾芯材料性能相當。以上所述的具體實例只是為了詳細說明本發(fā)明，但是在不損害本發(fā)明的宗旨和范圍的情況下，可以進行各種變更、修改。這些變更和改進都落入要求保護本發(fā)明范圍內本發(fā)明要求保護范圍所附權利要求書及其等效物界定。當前第1頁1 2 3