基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法及其复合材料与流程

本发明涉及玻纤织物，具体涉及一种基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法及其复合材料。

背景技术：

1、玻璃纤维增强树脂基复合材料凭借其优异的比强度、比模量及耐腐蚀性能，在风电叶片、航空航天、交通运输等领域得到了广泛应用。随着风电叶片轻量化、大型化的发展趋势，以及高端装备对结构部件力学性能要求的不断提升，市场对具有更高强度与更高模量的玻纤增强复合材料的需求日益迫切。

2、玻纤材料是以各种矿物原料作为玻纤主要原料，通过对矿物原料进行配比设计，再将各种矿物原料经过高温熔化，再经拉丝、浸润、编织得到玻纤纱线，将其与树脂结合就能够得到玻璃纤维增强树脂基复合材料。但复合材料的力学性能与服役可靠性高度依赖于树脂与玻纤之间的含量配比及界面结合质量。若玻纤过少，树脂过多则复合材料的强度和模量无法达到预期的，且树脂富集区易因收缩不均产生裂纹；若玻纤过多，树脂则无法充分浸润，则会导致复合材料制品内部产生白丝、白斑等外观缺陷，其性能非升反降。

3、而制备方法作为玻纤材料成形的核心工序，直接决定了纤维束在织物中的空间排布、取向角度、屈曲状态及孔隙分布，进而显著影响后续树脂灌注过程中的浸润行为以及最终复合材料的界面结合质量与应力传递效率。现有制备方法很难实现玻纤与树脂之间内部界面结合与工艺致密度达到最优匹配状态，且布面平整性差、克重偏差大，严重制约了复合材料的高强高模与致密化协同实现。

4、因此本申请提出一种基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法及其复合材料，通过优化玻纤织物的制备方法来改善树脂浸润效果并提升复合材料力学性能。

技术实现思路

1、为解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法及其复合材料，优化编织结构与工艺，增强玻纤增强材料与树脂的适配程度，提高复合材料的强度和模量。

2、其技术方案如下： 本发明第一方面提供一种基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法，其要点在于：包括以下步骤：

3、s1：采用浸润剂处理玻纤纱线，得到浸润后的玻纤纱线；

4、s2：采用经编设备对缝边线和浸润后的玻纤纱线进行缝边处理，将玻纤纱线和缝边线锁紧，得到初步编织布；

5、 s3：编织过程中在初步编织布的纬向上增加玻纤增强纱线，得到增强强度的玻纤基布；

6、s4：在收卷玻纤基布时，在其垂直方向上的施加压力，降低玻纤基布的厚度，得到玻纤增强材料。

7、优选地：所述s1步骤中的浸润剂选用石蜡乳剂、淀粉乳液、环氧树脂乳液中的一种。

8、优选地：所述s2步骤中，所述浸润后的玻纤纱线和缝边线进入经编设备后，同时使用经平和编链两种组织结构进行编织。

9、优选地：所述缝边线为经过加捻的涤纶丝，所述涤纶丝的细度为50dtex-83dtex。

10、优选地：所述s3步骤中，在纬向方向上增加面积质量为的3-6g/m2玻纤增强纱线。

11、优选地：所述玻纤增强纱线选用经过加捻的68tex、100tex、136tex细度中的一种。

12、优选地：所述玻纤增强纱线选用弹性模量≥95 gpa的超高模类型纱线。

13、优选地：所述s4步骤中，在玻纤基布在垂直方向上施加0.2-0.6mpa的气压。

14、本发明第二方面提供一种复合材料，其要点在于：包括本发明第一方面制备的玻纤增强材料，将所述玻纤增强材料放置制备模具中，采用真空灌注法利用真空压力将树脂通过负压注入玻纤增强材料中，经过浸润固化制得玻纤-树脂的复合材料。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果：本申请通过优化玻纤织物的制备方法，选用合适的浸润剂增强玻纤纱线，采用缝边工艺实降低织物的延伸性，，为树脂提供了均匀的填充空间和稳定的界面结合环境，在纬向增加增强玻纤纱线补强了横向承载能力，使复合材料的拉伸强度、弯曲模量及界面结合强度得到提升；同时在玻纤基布的收卷处施加的合适下压力，有效控制基布压实密度与厚度均匀性，协同改善了树脂灌注效果，显著减少干斑、气泡等缺陷；

16、此外，该方案无需引入昂贵材料或大幅改造现有设备，在控制成本的前提下保证了基布尺寸稳定性和工艺重复性，尤其适用于风电叶片、汽车结构件等大型复合材料的高质量批量制造，实现了高性能与工程经济性的良好统一。

1.一种基于树脂灌注用玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述s1步骤中的浸润剂选用石蜡乳剂、淀粉乳液、环氧树脂乳液中的一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述s2步骤中，所述浸润后的玻纤纱线和缝边线进入经编设备后，同时使用经平和编链两种组织结构进行编织。

4.根据权利要求3所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述缝边线为经过加捻的涤纶丝，所述涤纶丝的细度为50dtex-83dtex。

5.根据权利要求1所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述s3步骤中，在纬向方向上增加面积质量为的3-6g/m2玻纤增强纱线。

6.根据权利要求4所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述玻纤增强纱线选用经过加捻的68tex、100tex、136tex细度中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述玻纤增强纱线选用弹性模量≥95 gpa‌的超高模类型纱线。

8.根据权利要求1所述的一种玻纤增强材料的制备方法，其特征在于：所述s4步骤中，在玻纤基布在垂直方向上施加0.2-0.6mpa的气压。

9.一种复合材料，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备的玻纤增强材料，将所述玻纤增强材料放置制备模具中，采用真空灌注法利用真空压力将树脂通过负压注入玻纤增强材料中，经过浸润固化制得玻纤-树脂的复合材料。