[发明专利]一种高表面粘性的自动铺丝用预浸丝束的制备方法

说明书

本发明涉及一种高表面粘性的自动铺丝用预浸丝束的制备方法，在切刀对宽幅预浸料进行分切之前，对宽幅预浸料实施冷却降温处理，或者对宽幅预浸料实施冷却降温处理并对切刀和预浸料进行隔离保护，实现了高表面粘性的自动铺丝用预浸料的高质量和高精度分切。

技术领域

本发明涉及一种高表面粘性的自动铺丝用预浸丝束的制备方法，属于预浸料自动铺丝成型技术领域。

背景技术

预浸料自动铺丝成型技术以宽度较窄的单向预浸丝束为原料在特定形状模具表面进行铺放。高质量、高精度、高可靠性和高效率等优点使预浸料自动铺丝成型技术在航空航天领域中得到了越来越广泛的应用。自动铺丝成型技术所用的单向预浸丝束的制备方法主要有直接热熔法和分切法。由于自动铺丝用的预浸丝束的宽度一般较小，直接热熔法受限于边际影响其含胶量以及宽度难以得到精确地控制，此外其生产效率也较低难以满足自动铺丝成型技术的大规模应用。而分切法能够较好的控制预浸丝束的含胶量和精度，是主要制备预浸丝束的工艺方法。

对宽幅预浸料的分切过程中主要存在以下几个难点：预浸料中纤维单向排列，90°方向的结合能力较差，收到不规则外力的作用下容易发生劈裂、变形等问题；预浸料中的树脂处于未固化的状态，具有一定的粘性并且随着温度的变化而发生较大程度的变化，导致预浸料的物理性能发生较大变化，对于分切法的工艺参数的确定造成阻碍。基于以上问题，自动铺丝用料在由自动分切机分切过程中会产生毛团、树脂块等堆积在切刀表面和间隙之间，造成铺丝用料边缘出现断丝、碎屑等缺陷以及预浸丝束宽度精度的下降，长期累积可能导致劈丝等严重缺陷。

通过对预浸料分切进行试验和分析，预浸料的表面粘性是影响预浸料分切质量的关键因素。当预浸料表面粘性较高时，在分切过程中预浸料表面会与切刀之间发生较为严重的粘连现象，这就造成预浸料丝束的边缘会发生撕扯，导致劈丝和断丝；其次，切刀上粘连的高粘性预浸料会将分切过程中预浸料内部的干纱及其碎屑粘出，逐渐形成毛团；再次，预浸料的表面粘性过高也会导致分切过程中产生的碎屑在切刀上累积是切刀变钝，随着分切距离的增加，分切效果会急剧下降。为保障预浸料的铺贴工艺性和固化之后复合材料的性能，预浸料本身的理化性能难以进行改变，因此高表面粘性预浸料的高质量和高精度的分切是亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明对于分切法制备预浸丝束进行了优化和改进，提供了一种高表面粘性的自动铺丝用预浸丝束的制备方法，在切刀对宽幅预浸料进行分切之前，对宽幅预浸料实施低温冷却，或者对宽幅预浸料实施低温冷却并对切刀进行隔离保护，实现了高表面粘性预浸料的高质量和高精度分切。

一种高表面粘性的自动铺丝用预浸丝束的制备方法，其特征在于，在切刀对预浸料进行分切之前，对预浸料进行冷却降温处理。

进一步地，在所述冷却降温之前，采用隔离材料将切刀和预浸料进行隔离。

进一步地，所述隔离材料是能够被切刀分切开的脆性材料。

进一步地，所述隔离材料为塑料薄膜或离型纸。

进一步地，所述薄膜隔离材料为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚苯乙烯薄膜。

进一步地，在预浸料的上下表面各覆盖一层隔离材料，将切刀和预浸料进行隔离。

进一步地，所述冷却降温处理是采用低温空气或低温氮气吹扫预浸料表面进行冷却降温使预浸料表面温度降低到0～20℃；

进一步地，所述冷却降温处理是将预浸料经过冷台进行冷却降温使预浸料表面温度降低到0～20℃；

进一步地，所述冷却降温处理分步进行，第一步使用低温空气或低温氮气吹扫预浸料表面进行冷却降温，使预浸料表面温度降低到10～20℃，第二步将降温后的预浸料经过冷台进行降温处理，使预浸料表面温度降低到0～10℃。

本发明提出的高表面粘性的自动铺丝用预浸料的制备方法具有以下优点：