一种连续纤维环状补强片的成型方法技术

本发明专利技术公开了一种连续纤维环状补强片的成型方法，属于纤维复合材料技术领域。本发明专利技术解决了现有补强方式，开孔直径尺寸较大处进行补强的问题。本发明专利技术在环向连续纤维片的基础上加入纵向纤维和辅助片，使环向连续纤维片不易松散、滑脱，可以成型厚度1

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维环状补强片的成型方法


[0001]本专利技术涉及一种连续纤维环状补强片的成型方法，属于纤维复合材料


技术介绍

[0002]纤维增强复合材料具有高比强度、高比模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计强等优异性能，已被广泛应用。采用连续纤维缠绕成型的大型复合材料制品，由于设计和使用需要，需要在结构层处开孔，如压力容器的封头和接嘴处，开孔切断了纤维，引起应力集中，大大降低了结构的承载能力，开孔部位成为纤维增强复合材料结构中容易破坏的薄弱环节，因此需要在开孔部位进行周向补强。
[0003]现有补强方式为采用纤维织物铺放补强或缠绕单向纤维补强片补强，但纤维织物铺放存在纤维不连续，湿法或半干法缠绕成型的单向纤维补强片存在轴向方向薄弱，纤维相对位置易滑动脱散，无法制备超过600mm直径的补强片，使开孔直径处尺寸较大的位置无法补强的问题。因此，提供一种补强效果佳，设计和制造简单，适合实际大型复合材料结构制件600mm
‑
2000mm的开口处补强的环状补强片是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种连续纤维环状补强片的成型方法。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种连续纤维环状补强片的成型方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，干法缠绕成型圆环状的环向连续纤维片状预制体；
[0008]步骤2，采用引线器牵引连续纤维，在步骤1获得的环向连续纤维片状预制体上编织径向纤维，获得补强片预制体；
[0009]步骤3，在步骤2获得的补强片预制体上刷涂或喷涂第一增强树脂，然后置于热压机上，加热并加压，使补强片预制体被第一增强树脂完全浸润；
[0010]步骤4，在辅助片上刮涂第二增强树脂，然后置于热压机上，加热并加压，使辅助片被第一增强树脂完全浸润；
[0011]步骤5，将经过步骤3处理的补强片预制体和经过步骤4处理的辅助片贴合，置于热压机上，加压成型，获得连续纤维环状补强片。
[0012]进一步限定，步骤1中干法缠绕成型环向连续纤维片状预制体的缠绕张力为50～70N。
[0013]进一步限定，干法缠绕成型环向连续纤维片状预制体的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维或玄武岩纤维。
[0014]进一步限定，步骤2中径向纤维穿过环向连续纤维片的径向间隔宽度为150mm～200mm，径向纤维的数量为n，n＝w/100，其中w为环向连续纤维片状预制体的径向宽度，w的单位为mm。
[0015]进一步限定，步骤3中第一增强树脂的质量与环向连续纤维片状预制体的质量比为1：(2～2.5)，所述的第一增强树脂按照重量份数包括90份四缩水甘油胺环氧树脂、10份丁基缩水甘油醚和33～38份芳香胺固化剂。
[0016]进一步限定，步骤3中加热温度为50～60℃，加热压力为0.3～0.4MPa，加热加压时间为20～30min。
[0017]进一步限定，步骤4中辅助片为连续纤维织物，织物编织种类为平纹、斜纹或缎纹；纤维为玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维；辅助片厚度小于连续纤维环状补强片厚度的8％。
[0018]进一步限定，步骤4中第二增强树脂的质量与辅助片的质量比为1：(2～2.5)，所述的第二增强树脂按照重量份数包括80份四缩水甘油胺环氧树脂、20份双酚A环氧树脂和35～40份芳香胺固化剂。
[0019]进一步限定，步骤4中加热温度为50～60℃，加热压力为0.5～0.6MPa，加热加压时间为20～30min。
[0020]进一步限定，步骤5中加压压强为0.5～1MPa，加压时间为20～30min。
[0021]本专利技术有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的连续纤维环状补强片采用干法成型，在树脂中无非活性稀释剂，避免了释剂挥发对复合材料制品结构强度造成的影响。
[0023](2)本专利技术在环向连续纤维片的基础上加入纵向纤维和辅助片，使环向连续纤维片不易松散、滑脱，可以成型厚度1
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2mm，直径600mm
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2000mm的大尺寸补强环，成型后的补强环易铺贴，可折叠存放，制造简单，适用实际应用。
[0024](3)本专利技术提供的连续纤维环状补强片应用于碳纤维压力容器后，使其爆破压力数值增加了10％，且该补强片的拉伸强度为14.57MPa，该补强片与碳纤维压力容器的拉剪强度(界面强度)为12.71MPa。
[0025](4)本专利技术提供的连续纤维环状补强片还具有成型工艺简单，成本低廉，安全、可靠等优点。
附图说明
[0026]图1为实施例1成型的连续纤维环状补强片的照片。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0028]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0029]实施例1：
[0030](1)在成型模具内侧分别铺放成型辅助薄膜后，干法缠绕成型圆环状的环向连续纤维片状预制体，缠绕张力65N，碳纤维(牌号SYT49S)。
[0031](2)将步骤(1)获得的预制体置于平台上，取下上表面的成型辅助薄膜，采用引线
器牵引连续纤维，编织径向纤维，注意编织时不移动环向纤维的位置，径向纤维穿过环向纤维时的间隔宽度为200mm，径向纤维数量为n，获得补强片预制体。
[0032]其中n与环向连续纤维片状预制体宽度w(mm)的关系如下式：
[0033]n＝w/100
[0034]具体的n为15，w为1500。
[0035](3)将第一增强树脂均匀刷涂在补强片预制体的上表面，第一增强树脂的质量与补强片预制体的质量比为1：2，将步骤(2)取下的成型辅助薄膜覆盖在上表面，置于热压机上，在60℃，0.3MPa条件下，热压处理20min，使第一增强树脂完全浸润补强片预制体。
[0036]其中第一增强树脂按照重量份数包括90份四缩水甘油胺环氧树脂、10份丁基缩水甘油醚和38份芳香胺固化剂。
[0037](4)将辅助片置于成型辅助薄膜上，并在辅助片上刮涂第二增强树脂，第二增强树脂的质量与辅助片的质量比为1：2.5，在辅助片的上表面覆盖成型辅助薄膜，置于热压机上，在60℃，0.6MPa条件下，热压处理20min，使第二增强树脂完全浸润辅助片。
[0038]其中辅助片为平纹织物，玻璃纤维。
[0039]其中第二增强树脂按照重量份数包括80份四缩水甘油胺环氧树脂、20份丁基缩水甘油醚和39份芳香胺固化剂。
[0040](5)分别去除步骤(3)和步骤(4)热压处理后的补强片预制体和辅助片的一侧成型辅助薄膜，并将两者贴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维环状补强片的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，干法缠绕成型圆环状的环向连续纤维片状预制体；步骤2，采用引线器牵引连续纤维，在步骤1获得的环向连续纤维片状预制体上编织径向纤维，获得补强片预制体；步骤3，在步骤2获得的补强片预制体上刷涂或喷涂第一增强树脂，然后置于热压机上，加热并加压，使补强片预制体被第一增强树脂完全浸润；步骤4，在辅助片上刮涂第二增强树脂，然后置于热压机上，加热并加压，使辅助片被第一增强树脂完全浸润；步骤5，将经过步骤3处理的补强片预制体和经过步骤4处理的辅助片贴合，置于热压机上，加压成型，获得连续纤维环状补强片。2.根据权利要求1所述的一种连续纤维环状补强片的成型方法，其特征在于，所述的步骤1中干法缠绕成型环向连续纤维片状预制体的缠绕张力为50～70N。3.根据权利要求1所述的一种连续纤维环状补强片的成型方法，其特征在于，所述的步骤1中干法缠绕成型环向连续纤维片状预制体的连续纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、PBO纤维或玄武岩纤维中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的一种连续纤维环状补强片的成型方法，其特征在于，所述的步骤2中径向纤维穿过环向连续纤维片的径向间隔宽度为150mm～200mm，径向纤维的数量为n，n＝w/100，其中w为环向连续纤维片状预制体的径向宽度，w的单位为mm。5.根据权利要求1所述的一种连续纤维环状补...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晶，王威力，魏程，纪丹阳，单鹏宇，
申请(专利权)人：哈尔滨玻璃钢研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：