1.一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,先制得预浸胶纤维束,而后采用热塑性树脂上浆预浸胶纤维束,再进行三维编织和固化成型;其特征在于:具体包括以下步骤:步骤一:以室温(20±5℃)下呈固态或半固态的热固性树脂为原材料,使用磁力搅拌器将热固性树脂搅拌加热熔融,加热温度为50~160℃,搅拌速率为200~1000rpm,制得热固性树脂浸胶液;
步骤二:使用磁力搅拌器搅拌加热,加热温度为20~150℃,搅拌速率为200~1000rpm,将热塑性树脂溶解于有机溶剂中,制得热塑性树脂上浆剂,其中热塑性树脂的浓度为5~
25wt%;
步骤三:使用预浸胶机,在0.5~2m/min的牵引速率和50~160℃的加热温度下将连续纤维束浸渍步骤一制得的热固性树脂浸胶液,冷却至室温后,制得树脂含量为28~33wt%的预浸胶纤维束;
步骤四:使用喷涂或浸涂工艺,将固含量为3~10wt%的热塑性树脂上浆剂涂覆于预浸胶纤维束表面,待溶剂挥发完全后,涂层厚度为50-500微米,制得热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束;
步骤五:将热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束编织成复合材料预制件,所用工具为三维编织机;
步骤六:将复合材料预制件装入成型模具,在固化设备中加热加压固化后,随炉冷却至室温,制得高性能连续纤维复合材料;其中加压压力为0~3MPa,加热温度为20~250℃,加热时间2-12小时,根据不同的热固性树脂的特性采用分段加热。
2.根据权利要求1所述的一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:所述步骤一中的热固性树脂为环氧树脂、苯并噁嗪树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚苯砜树脂、聚苯并咪唑树脂、氰酸酯树脂、聚喹噁啉树脂中的一种或两种以任意比例配制的混合树脂。
3.根据权利要求1所述的一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:所述步骤二中的热塑性树脂为聚醚醚酮树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚乳酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯硫醚树脂或聚醚酰亚胺树脂的一种。
4.根据权利要求1所述的一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:所述步骤二中的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙酸乙酯中的一种或两种以任意比例配制的混合溶剂。
5.根据权利要求1所述的一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:所述步骤三中的连续纤维束为玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等纤维中的一种或两种以任意比例混合的混合纤维。
6.根据权利要求1所述的一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:所述步骤六中的固化设备包括高温试验箱或热压罐。
7.一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:
1)按照20:80的质量比在室温下称取环氧树脂和氰酸酯树脂混合,在150℃的加热温度和200rpm的搅拌速率下搅拌均匀制得热固性树脂浸胶液;
2)以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,配制10wt%的聚醚砜溶液,在100℃的加热温度和
300rpm的搅拌速率下搅拌溶解制得热塑性树脂上浆剂;
3)利用浸胶机,以步骤1)制得的热固性树脂浸胶液在150℃的加热温度和0.5m/min的牵引速率下浸渍连续玻璃纤维,冷却至室温后绕卷,制得预浸胶玻璃纤维束;
4)使用喷壶,在预浸胶玻璃纤维束表面喷涂步骤2)制得的热塑性树脂上浆剂,待溶剂挥发完全后,涂层厚度为500微米,绕卷制得聚醚砜上浆预浸胶玻璃纤维束;
5)使用三维编织机将步骤4)制得的聚醚砜上浆预浸胶玻璃纤维束编织成复合材料毛坯件;
6)将步骤5)制得的复合材料毛坯件放入模具,并整体置于高温实验箱,以190℃/2h+
210℃/2h+230℃/1h的工艺进行固化,然后随炉冷却至室温,制得高性能树脂基玻璃纤维复合材料制品。
8.一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:
1)室温下,称取苯并噁嗪树脂,在100℃的加热温度和300rpm的搅拌速率下,搅拌至液态制得热固性树脂浸胶液;
2)以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,配制5wt%的聚醚醚酮溶液,在80℃的加热温度和
600rpm的搅拌速率下搅拌溶解,制得热塑性树脂上浆剂;
3)利用浸胶机,以步骤1)制得的热固性树脂浸胶液在100℃的加热温度和1m/min的牵引速率下浸渍连续碳纤维,冷却至室温后绕卷,制得预浸胶碳纤维束;
4)使用喷壶,在预浸胶碳纤维束表面喷涂步骤2)制得的热塑性树脂上浆剂,待溶剂挥发完全后,涂层厚度为300微米,绕卷制得聚醚醚酮上浆预浸胶碳纤维束;
5)使用三维编织机将步骤4)制得的聚醚醚酮上浆预浸胶碳纤维束编织成复合材料毛坯件;
6)将步骤5)制得的复合材料毛坯件放入模具,并整体置于高温实验箱,以180℃/2h+
200℃/2h+230℃/1h的工艺进行固化,然后随炉冷却至室温,制得高性能树脂基碳纤维复合材料制品。
9.一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:
1)按照50:50的质量比在室温下称取环氧树脂和聚苯砜树脂混合,在90℃的加热温度和500rpm的搅拌速率下搅拌均匀制得热固性树脂浸胶液;
2)以三氯甲烷为溶剂,配制15wt%的聚碳酸脂溶液,在40℃的加热温度和600rpm的搅拌速率下搅拌溶解制得热塑性树脂上浆剂;
3)利用浸胶机,以步骤1)制得的热固性树脂浸胶液在100℃的加热温度和1m/mim的牵引速率下浸渍连续凯夫拉纤维,冷却至室温后绕卷,制得预浸胶凯夫拉纤维束;
4)使用喷壶,在预浸胶凯夫拉纤维束表面喷涂步骤2)制得的热塑性树脂上浆剂,待溶剂挥发完全后,涂层厚度为50微米,绕卷制得聚醚上浆预浸胶凯夫拉纤维束;
5)使用三维编织机将步骤4)制得的聚碳酸脂上浆预浸胶凯夫拉纤维束编织成复合材料毛坯件;
6)将步骤5)制得的复合材料毛坯件放入模具,并整体置于热压罐,在1MPa的压力下,以
150℃/2h+200℃/2h的工艺进行固化,然后随炉冷却至室温,制得高性能树脂基凯夫拉纤维复合材料制品。
10.一种采用热塑性树脂上浆三维编织用预浸胶纤维束的方法,其特征在于:
1)室温下按需要量称取聚苯并咪唑树脂,在110℃的加热温度和500rpm的搅拌速率下搅拌至液态制得热固性树脂浸胶液;
2)以二氯甲烷为溶剂,配制20wt%的聚乳酸溶液,在20℃的加热温度和300rpm的搅拌速率下搅拌溶解制得热塑性树脂上浆剂;
3)利用浸胶机,以步骤1)制得的热固性树脂浸胶液在100℃的加热温度和1.5m/min的牵引速率下浸渍连续氧化铝纤维,冷却至室温后绕卷,制得预浸胶氧化铝纤维束;
4)使用喷壶,在预浸胶氧化铝纤维束表面喷涂步骤2)制得的热塑性树脂上浆剂,待溶剂挥发完全后,涂层厚度为100微米,绕卷制得聚乳酸上浆预浸胶氧化铝纤维束;
5)使用三维编织机将步骤4)制得的聚乳酸上浆预浸胶氧化铝纤维束编织成复合材料毛坯件;
6)将步骤5)制得的复合材料毛坯件放入模具,并整体置于热压罐,在1.5MPa的压力下,以180℃/2h+210℃/2h的工艺进行固化,然后随炉冷却至室温,制得高性能树脂基氧化铝纤维复合材料制品。