一種高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法
【專利摘要】一種高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，按以下步驟進(jìn)行：（1）制備樹脂有機溶劑溶液；（2）將納米材料和乳化劑溶于有機溶劑中制成分散溶液；（3）獲得超聲處理溶液；（4）得到納米復(fù)合纖維預(yù)制體；（5）以納米復(fù)合纖維預(yù)制體作為增強材料，采用復(fù)合材料成型工藝制成具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。本發(fā)明利用納米材料抑制樹脂基體的固化收縮，提高復(fù)合材料的形狀精度和尺寸精度，所需設(shè)備簡單，工藝操作方便，可用于多種樹脂基復(fù)合材料體系和成型工藝。通過納米材料對樹脂基體增強，使復(fù)合材料彎曲性能和層間剪切強度均提高50%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）提高80℃。
【專利說明】一種高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚合物基復(fù)合材料生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]先進(jìn)聚合物基復(fù)合材料的比強度和比模量高，可設(shè)計性強，抗疲勞性好，耐腐蝕，同時具有良好的電磁性能和吸波隱身功能以及適于大面積整體成型的優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于航空、航天和汽車工業(yè)。近年來，為了適應(yīng)激烈的市場競爭和航空、航天等高【技術(shù)領(lǐng)域】用復(fù)合材料的要求，世界各國開始以性能/成本平衡為指導(dǎo)原則來發(fā)展高性能復(fù)合材料，包括使用新型材料、開發(fā)具有降低生產(chǎn)成本潛力的成型工藝等等，最終目標(biāo)是用廉價的方法生產(chǎn)出滿足使用性能要求的制品。結(jié)構(gòu)整體化是實現(xiàn)復(fù)合材料低成本化的重要途徑，可有效減少連接件的數(shù)量，降低后續(xù)的裝配時間和成本，但整體成型復(fù)合材料在固化過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力，使其在形狀和尺寸方面與最初設(shè)計的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大的偏差，對后續(xù)的連接裝配造成極為不利的影響，甚至導(dǎo)致復(fù)合材料構(gòu)件被廢棄，這是導(dǎo)致復(fù)合材料成本居高不下的重要原因之一。
[0003]導(dǎo)致樹脂基復(fù)合材料固化變形有三方面的原因:(1)在固化過程中，由于樹脂預(yù)聚體之間的分子間作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)鍵而導(dǎo)致樹脂基體體積收縮；(2)復(fù)合材料和模具熱膨脹系數(shù)不一致；(3)樹脂基體和增強纖維熱膨脹系數(shù)不一致。其中，樹脂基體在固化時的體積收縮是引起復(fù)合材料在脫模后產(chǎn)生翹曲和回彈的最根本原因，傳統(tǒng)的解決方法是在大量試驗的基礎(chǔ)上優(yōu)化復(fù)合材料固化制度和通過修改模具型面進(jìn)行補償性修正，以控制或抵消變形程度，這兩種方法都不可避免地耗費了大量工時和材料。例如，中國專利申請CN201310208339,賈麗杰等，《碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料加工變形的仿真模擬方法》，其主要特征包括:(a)在ANSYS軟件中輸入建模參數(shù)，建立幾何模型；(b)使用solidl85單元對步驟a)中建立的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立有限元模型，并對有限元模型施加約束；(c)模擬熱壓罐工藝，計算復(fù)合材料的固化變形值，提取應(yīng)力、應(yīng)變分布云圖；(d)采用生死單元法模擬復(fù)合材料機加工過程，得到機加工后復(fù)合材料的加工變形；(e)計算機加工后復(fù)合材料的加工變形值。以上方法主要基于對復(fù)合材料成型工藝過程的數(shù)值模擬預(yù)測溫度場和固化度場的分布情況，進(jìn)而預(yù)報復(fù)合材料的固化變形行為，并未考慮樹脂基體在固化和脫模過中經(jīng)歷的體積收縮和殘余應(yīng)力情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種具有高形狀精度和尺寸精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料制造方法，通過添加納米材料對樹脂基體進(jìn)行增強，降低其在固化過程中的體積收縮，減少復(fù)合材料在降溫及脫模過程中樹脂基體和增強纖維之間以及復(fù)合材料與模具之間的熱膨脹系數(shù)差距，減少復(fù)合材料內(nèi)部殘余應(yīng)力，從根本上降低樹脂基復(fù)合材料固化變形程度。
[0005]本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行: (O制備樹脂有機溶劑溶液:將環(huán)氧樹脂溶于乙醇中配制成濃度為0.5g/ml的樹脂有機溶劑溶液；或者將雙馬來酰亞胺樹脂溶于丙酮中配制成濃度為30g/ml的樹脂有機溶劑溶液；
(2)將納米材料和乳化劑溶于有機溶劑中制成分散溶液；乳化劑與納米材料質(zhì)量比為1:1 ;每10ml有機溶劑中加入0.Γ5δ納米材料；所述的納米材料為O維納米材料、I維納米材料或2維納米材料；
(3)將樹脂有機溶劑溶液和分散溶液按體積比1:1或者1:2比例混合制成混合溶液，將混合溶液在45kHz的超聲場中處理至少30分鐘，獲得超聲處理溶液；
(4)將連續(xù)纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理至少10分鐘，然后在105±5°C加熱烘干至少2h后得到納米復(fù)合纖維預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合纖維預(yù)制體作為增強材料，采用復(fù)合材料成型工藝制成具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0006]所述的O維納米材料為納米二氧化硅；所述的I維納米材料為單壁、雙壁或多壁碳納米管；所述的2維納米材料為氧化石墨烯。
[0007]所述的有機溶劑為丙酮、乙醇或異丙醇。
[0008]所述的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯10醚、十二烷基苯磺酸鈉或聚氧乙烯十六烷基醚。
[0009]所述的連續(xù)纖維為單向碳纖維、平紋布、斜紋布、無緯布或織物中的任一種；所述的織物是指三維四向立體碳纖維織物、三維五向立體碳纖維織物或者2.5維織物中的任一種，織物所用纖維為碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維中的任一種。
[0010]所述的復(fù)合材料成型工藝為常規(guī)工藝模壓、纏繞、預(yù)浸帶-熱壓罐、樹脂傳遞模塑(RTM)、樹脂膜熔滲(RFI)或拉擠中的任一種。
[0011]本發(fā)明利用納米材料與樹脂基體的界面化學(xué)反應(yīng)對復(fù)合材料樹脂基體進(jìn)行增強，使用較少的納米材料用量，顯著抑制連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的固化變形行為，典型“L”形復(fù)合材料構(gòu)件的變形角度由3.0°減少至0.6°，表明樹脂基體的體積收縮減少，從而提聞后續(xù)的復(fù)合材料裝配效率，降低了整體成型復(fù)雜形狀構(gòu)件的成本。
[0012]本發(fā)明利用納米材料抑制樹脂基體的固化收縮，提高復(fù)合材料的形狀精度和尺寸精度，所需設(shè)備簡單，工藝操作方便，可用于多種樹脂基復(fù)合材料體系和成型工藝。通過納米材料對樹脂基體增強，使復(fù)合材料彎曲性能和層間剪切強度均提高50%，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)提高 80°C。

【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明實施例中采用的環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂為市購產(chǎn)品。
[0014]本發(fā)明實施例中采用的納米二氧化硅的平均粒徑5_20nm，單壁納米管的比表面積>140m2/g，雙壁納米管的比表面積>350m2/g，多壁碳納米管的比表面積>500m2/g，氧化石墨烯的比表面積>550m2/g，均為市購產(chǎn)品。
[0015]本發(fā)明實施例中采用的丙酮、乙醇和異丙醇為分析純試劑。
[0016]本發(fā)明實施例中采用的壬基酚聚氧乙烯10醚、十二烷基苯磺酸鈉和聚氧乙烯十六烷基醚為市購分析純試劑。
[0017]本發(fā)明實施例中采用的單向纖維、平紋布、斜紋布、無緯布、三維四向立體織物、三維五向立體織物以及2.5維織物為市購產(chǎn)品。
[0018]本發(fā)明實施例中采用的超聲場的工作頻率為45kHz，工作時功率為100W。
[0019]實施例1
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用乙醇，納米材料選為多壁碳納米管，乳化劑選為壬基酚聚氧乙烯10醚，連續(xù)纖維選為平紋布，復(fù)合材料成型工藝選用樹脂傳遞模塑；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將25g環(huán)氧樹脂溶于50mL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取I克多壁碳納米管和壬基酚聚氧乙烯10醚均溶于50mL乙醇中制成分散溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的碳納米管分散體系；
(4)將平紋布放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在110°C加熱烘干2h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，采用樹脂傳遞模塑(RTM)工藝成型，納米復(fù)合纖維預(yù)制體經(jīng)剪裁后放入模具中，鋪放的層數(shù)由復(fù)合材料板厚度決定，控制工藝參數(shù)為
0.4MPa 和 45 °C，充模后，按照 80°C/lh，110°C/lh，140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh 的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
實施例2
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用丙酮，納米材料選為納米二氧化硅，乳化劑選為十二烷基苯磺酸鈉，連續(xù)纖維選為斜紋布，復(fù)合材料成型工藝選用模壓；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將15g環(huán)氧樹脂溶于30mL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取0.05克納米二氧化硅和十二烷基苯磺酸鈉均溶于50mL乙醇中制成分散溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將斜紋布放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在100°C加熱烘干2.5h后得到納米復(fù)合纖維預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合纖維預(yù)制體作為增強材料，將環(huán)氧樹脂均勻涂敷于納米復(fù)合材料預(yù)制體表面，按實施例1相同方式鋪放于模具中，將模具放置在熱壓機上，在80°C保持溫度20min 后施加 50MPa 的壓力 lh，再按照 110°C/lh，140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh 的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0020]實施例3
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用異丙醇，納米材料選為單壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為單向碳纖維； 本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將5g環(huán)氧樹脂溶于10mL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂溶液；
(2)分別各取1.25克單壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL異丙醇中制成分散溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的碳納米管分散體系；
(4)將單向碳纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在105°C加熱烘干3h后得到單向納米復(fù)合碳纖維增強體；
(5)以單向納米復(fù)合碳纖維作為增強材料,在20cm/min的牽引速度下進(jìn)入裝有環(huán)氧樹脂的浸膠槽，然后通過成型口模排出多余樹脂和氣泡，在切割成一定長度后按照110°C/lh，140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0021]實施例4
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用異丙醇，納米材料選為單壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為無緯布；復(fù)合材料成型工藝選用樹脂膜熔滲(RFI)；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將4g環(huán)氧樹脂溶于SOmL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取0.1克單壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL異丙醇中制成分散溶液，形成混合溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將無緯布放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在105°C加熱烘干3h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，采用樹脂膜熔滲(RFI)工藝成型，先將環(huán)氧樹脂放入模具內(nèi)，然后在其上面放置納米復(fù)合纖維預(yù)制體后用真空袋封閉，經(jīng)加熱和抽真空后，環(huán)氧樹脂浸透納米復(fù)合纖維預(yù)制體，按140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0022]實施例5
本實施例樹脂選為5405雙馬來酰亞胺，有機溶劑選為丙酮，納米材料選為雙壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為三維四向立體碳纖維織物；復(fù)合材料成型工藝選用預(yù)浸帶-熱壓罐；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(I)將5405雙馬來酰亞胺樹脂溶于丙酮中，磁力攪拌均勻，制成濃度為30g/ml的膠液。
[0023](2)分別各取0.05克雙壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL丙酮中制成分散溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:2比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的碳納米管分散體系； (4)將三維四向立體碳纖維織物放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在104°C加熱烘干3.5h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，將納米復(fù)合材料預(yù)制體浸入該膠液中1min后取出，在70°C下烘干Ih制得三維四向立體織物/雙壁碳納米管/雙馬來酰亞胺樹脂預(yù)浸帶，然后按實施例1相同方式鋪放于模具中，將模具放置在熱壓機上，在110°C保持溫度20min后施加50MPa的壓力lh，再按照120°C/2h，220°C/4h的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0024]實施例6
本實施例樹脂選為5405雙馬來酰亞胺，有機溶劑選為丙酮，納米材料選為氧化石墨烯，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為玻璃纖維；復(fù)合材料成型工藝選用預(yù)浸帶-熱壓罐。
[0025]本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將5405雙馬來酰亞胺樹脂溶于丙酮中，磁力攪拌均勻，制成濃度為30g/ml的膠液，
(2)分別各取I克氧化石墨烯和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL丙酮中制成分散溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:2比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將玻璃纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在102°C加熱烘干4h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，將玻璃纖維/氧化石墨烯/雙馬來酰亞胺樹脂預(yù)浸帶按實施例1相同方式鋪層后放入真空密封袋后置于模具中，抽真空至0.0SMPa移入熱壓罐，在0.5MPa下按照120°C/2h，220°C/4h的程序升溫固化。
[0026]實施例7
本實施例樹脂選為5405雙馬來酰亞胺，有機溶劑選為丙酮，納米材料選為氧化石墨烯，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為碳纖維；復(fù)合材料成型工藝選用纏繞；本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將5405雙馬來酰亞胺樹脂溶于丙酮中，磁力攪拌均勻，制成濃度為30g/ml的膠液，
(2)分別各取I克氧化石墨烯和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL丙酮中制成分散溶液，形成混合溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:2比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將玻璃纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在108°C加熱烘干2h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米管復(fù)合玻璃纖維預(yù)制體作為增強材料，使用單向碳纖維制備表面吸附氧化石墨烯的單向增強體，在5-80N的牽伸張力下通過濃度為30wt%的雙馬來酰亞胺/丙酮膠液，使用刮膠輥去除多余的膠液，以l_15m/min的速度在圓柱形芯模表面縱向纏繞至一定厚度后，按照120°C/2h，220°C/4h的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0027]實施例8 本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用異丙醇，納米材料選為單壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為三維五向立體碳纖維織物；復(fù)合材料成型工藝選用樹脂膜熔滲(RFI)；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將4g環(huán)氧樹脂溶于SOmL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取I克單壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL異丙醇中制成分散溶液，形成混合溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4 )將三維五向立體碳纖維織物放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在105°C加熱烘干3h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，采用樹脂膜熔滲(RFI)工藝成型，先將環(huán)氧樹脂放入模具內(nèi)，然后在其上面放置納米復(fù)合纖維預(yù)制體后用真空袋封閉，經(jīng)加熱和抽真空后，環(huán)氧樹脂浸透納米復(fù)合纖維預(yù)制體，按140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0028]實施例9
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用異丙醇，納米材料選為單壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為2.5維織物；復(fù)合材料成型工藝選用樹脂膜熔滲(RFI)；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(1)將4g環(huán)氧樹脂溶于SOmL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取I克單壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL異丙醇中制成分散溶液，形成混合溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在100W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將2.5維織物放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在105°C加熱烘干3h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，采用樹脂膜熔滲(RFI)工藝成型，先將環(huán)氧樹脂放入模具內(nèi)，然后在其上面放置納米復(fù)合纖維預(yù)制體后用真空袋封閉，經(jīng)加熱和抽真空后，環(huán)氧樹脂浸透納米復(fù)合纖維預(yù)制體，按140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
[0029]實施例10
本實施例中樹脂選用環(huán)氧樹脂，有機溶劑選用異丙醇，納米材料選為單壁碳納米管，乳化劑選為聚氧乙烯十六烷基醚，連續(xù)纖維選為芳綸纖維；復(fù)合材料成型工藝選用樹脂膜熔滲(RFI)；
本發(fā)明的方法按以下步驟進(jìn)行:
(I)將4g環(huán)氧樹脂溶于SOmL乙醇中，磁力攪拌均勻，配制成濃度為0.5g/ml的樹脂乙醇溶液；
(2)分別各取2.5克單壁碳納米管和聚氧乙烯十六烷基醚均溶于50mL異丙醇中制成分散溶液，形成混合溶液；
(3)將上述溶液按體積比1:1比例混合，在10W和45kHz的超聲場中處理30分鐘，獲得超聲處理溶液，形成均一的CNTs分散體系；
(4)將芳綸纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理10分鐘，然后在105°C加熱烘干3h后得到納米復(fù)合材料預(yù)制體；
(5)以納米復(fù)合材料預(yù)制體作為增強材料，采用樹脂膜熔滲(RFI)工藝成型，先將環(huán)氧樹脂放入模具內(nèi)，然后在其上面放置納米復(fù)合纖維預(yù)制體后用真空袋封閉，經(jīng)加熱和抽真空后，環(huán)氧樹脂浸透納米復(fù)合纖維預(yù)制體，按140°C/lh，170°C/lh，200°C/lh的程序升溫固化，制得具有高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行: (O制備樹脂有機溶劑溶液:將環(huán)氧樹脂溶于乙醇中配制成濃度為0.5g/ml的樹脂有機溶劑溶液，或者將雙馬來酰亞胺樹脂溶于丙酮中配制成濃度為30g/ml的樹脂有機溶劑溶液； (2)將納米材料和乳化劑溶于有機溶劑中制成分散溶液，乳化劑與納米材料質(zhì)量比為1:1，每10ml有機溶劑中加入0.Γ5δ納米材料；所述的納米材料為O維納米材料、I維納米材料或2維納米材料； (3)將樹脂有機溶劑溶液和分散溶液按體積比1:1或者1:2比例混合制成混合溶液，將混合溶液在45kHz的超聲場中處理至少30分鐘，獲得超聲處理溶液； (4)將連續(xù)纖維放入超聲處理溶液中，在45kHz超聲場中處理至少10分鐘，然后在105±5°C加熱烘干至少2h，得到納米復(fù)合纖維預(yù)制體； (5)以納米復(fù)合纖維預(yù)制體作為增強材料，采用復(fù)合材料成型工藝制成具有連續(xù)纖維增強復(fù)合材料。
2.采用權(quán)利要求1所述的高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述的O維納米材料為納米二氧化硅；所述的I維納米材料為單壁、雙壁或多壁碳納米管；所述的2維納米材料為氧化石墨烯。
3.采用權(quán)利要求1所述的高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述的有機溶劑為丙酮、乙醇或異丙醇。
4.采用權(quán)利要求1所述的高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述的乳化劑為壬基酚聚氧乙烯10醚、十二烷基苯磺酸鈉或聚氧乙烯十六烷基醚。
5.采用權(quán)利要求1所述的高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述的連續(xù)纖維為單向碳纖維、平紋布、斜紋布、無緯布或織物；所述的織物是指三維四向立體碳纖維織物、三維五向立體碳纖維織物或者2.5維織物，織物所用纖維為碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維。
6.采用權(quán)利要求1所述的高精度的連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制造方法，其特征在于所述的復(fù)合材料成型工藝為常規(guī)工藝模壓、纏繞、預(yù)浸帶-熱壓罐、樹脂傳遞模塑、樹脂膜熔滲或拉擠。
【文檔編號】C08K3/36GK104311846SQ201410523505
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】王柏臣, 尹君山, 王莉, 周高飛, 李偉, 馬克明 申請人:沈陽航空航天大學(xué)