[发明专利]一种高比强度通风机用复合材料叶片的制备方法

权利要求书

1.一种高比强度通风机用复合材料叶片，其特征在于，所述叶片由三部分组成，由内及外分别以位于内部的复合纤维骨架为主体，填充在复合纤维骨架之间的基底填充层作为增强体，以及喷涂在外部的表面功能层作为防护体，所述复合纤维骨架、基底填充层、表面功能涂层的重量比为(10-12)：(3-5)：0.5；

所述复合纤维骨架包括以下原材料：20-25份微晶石墨粉、18-23份纳米碳化硅、40-45份纳米钛铝合金粉末、1-3份1，2氨丙基三乙氧基硅烷、10-12份聚丙烯酸酯；

所述基底填充层由以下原材料混合而成：12-14份纳米弹簧、25-30份环氧树脂粉末、1-3份Ac发泡剂、60-80份丙酮、1-3份悬浮剂；

所述表面功能涂层的原材料包括：14-20份纳米聚乙烯粉末、8-10份石墨烯粉末；

所述叶片的制备方法包括含以下步骤：

S1：设计叶片的外形参数，并采用3D打印法打印出镂空的复合纤维骨架作为主体；

S2：将含有纳米弹簧的发泡材料填充在所述复合纤维骨架之内作为增强体，并放入热压模具中，调节热压参数，得到填充有基底填充层的复合纤维骨架；

S3：冷却至室温后，采用机械打磨方式将填充有基底填充层的复合纤维骨架表面多余突出物打磨平整，在打磨平整后的表面喷涂表面功能材料形成表面功能层作为防护体，最终得到复合材料叶片。

2.如权利要求1所述的一种高比强度通风机用复合材料叶片，其特征在于，所述复合纤维骨架的原材料预处理方法为：

第一步，将上述份数的聚丙烯酸酯溶于丙酮中，聚丙烯酸酯与丙酮的重量比为1:40-60，然后加入上述组份的1，2氨丙基三乙氧基硅烷充分搅拌均匀，制备成粘合剂乳液；

第二步，取上述组份的微晶石墨粉、纳米碳化硅、纳米钛铝合金粉末采用球磨方式混合均匀，得到混合粉，然后将所述粘合剂乳液喷成雾状液滴覆盖在所述混合粉表面形成包衣；

第三步，将包裹有包衣的混合粉整体放入-10℃至-5℃的环境中冷冻干燥60-120min，取出后采用35kHz-50kHz频率超声波振荡分散成为包裹有粘合剂包衣的混合粉末，即完成复合纤维骨架的原材料预处理。

3.如权利要求1所述的一种高比强度通风机用复合材料叶片，其特征在于，所述纳米弹簧为钨金属单晶纳米线、碳纳米弹簧中任意一种。

4.如权利要求1所述的一种高比强度通风机用复合材料叶片，其特征在于，S2中所述热压参数为热压温度110-120℃，热压时间60-90min，热压压力1.0-2.5MPa。

5.如权利要求1所述的一种高比强度通风机用复合材料叶片，其特征在于，S3中的喷涂参数为：喷涂的工作压力为0.9-1MPa，喷涂距离40mm-45mm，喷涂角度70°-80°，喷涂速度8cm/s-10cm/s。