[发明专利]一种溶液悬浮装置及制备竹纤维玻璃纤维网预制体的方法

权利要求书

1.一种用溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，其特征在于，所述溶液悬浮装置，包括上端开口的水浴装置(1)，所述水浴装置(1)的上端开口处活动设置有用于密封的盖子(3)，所述水浴装置(1)的上端开口处活动设置有漏筛，所述漏筛包括漏网(5)和与所述漏网(5)固定连接的一对提手(6)，所述水浴装置(1)一对内壁上设置有放置所述漏网(5)的平台(8)，所述平台(8)配合支撑所述提手(6)，所述水浴装置(1)的底部和一对侧壁内壁上均设置有超声波装置(2)，所述水浴装置(1)的底部设置有上下振动装置(7)，所述水浴装置(1)通过溶液输送管(11)与溶液收集罐(10)连接，所述溶液输送管(11)的两端均设置有溶液输送阀门(4)，所述水浴装置(1)通过真空泵第一输出管(12)与真空泵(9)连接，并且在所述真空泵第一输出管(12)的水浴装置端设置第一真空阀门(14)，所述真空泵(9)与所述溶液收集罐(10)通过真空泵第二输出管(13)连接，并且在所述真空泵第二输出管(13)的溶液收集罐端设置第二真空阀门(15)；所述漏网(5)的孔径为0.425mm；

该方法为：

S1、竹纤维分选：去除竹原纤维中成团、未分散开的竹纤维，得到待处理竹纤维；

S2、竹纤维与玻璃纤维网的铺装：将4份等质量的S1中得到的待处理竹纤维与3层玻璃纤维网铺设在溶液悬浮装置的漏网中，相邻层的玻璃纤维网的间距为20mm～50mm，各玻璃纤维网的四角通过线绳与所述漏网的四个侧棱固定，得到待处理预制体；所述4份待处理竹纤维和3层玻璃纤维网的总质量比为10：(1～3)；

各份待处理竹纤维铺设后依次命名为竹纤维层a、竹纤维层b、竹纤维层c和竹纤维层d；所述3层玻璃纤维网依次命名为玻璃纤维网A、玻璃纤维网B和玻璃纤维网C；

所述待处理竹纤维与玻璃纤维网的自下而上铺设方式为：

竹纤维层a、玻璃纤维网A、竹纤维层b、玻璃纤维网B、竹纤维层c、玻璃纤维网C和竹纤维层d；

或者玻璃纤维网A、竹纤维层a、竹纤维层b、玻璃纤维网B、竹纤维层c、玻璃纤维网C和竹纤维层d；

或者玻璃纤维网A、竹纤维层a、竹纤维层b、玻璃纤维网B、竹纤维层c、竹纤维层d和玻璃纤维网C；

S3、纤维预成型体的互穿分散：将S2中铺设有待处理预制体的漏网放置在水浴装置(1)中，开启真空泵(9)，在真空度为0.01MPa的条件下，将溶液收集罐(10)中的碱溶液注入至水浴装置(1)中浸没所述待处理预制体的漏网，关闭真空泵(9)，同时开启超声波装置(2)和上下振动装置(7)处理20min，得到纤维预成型体；

S4、纤维预成型体的表面预处理：将所述待处理预制体在所述碱溶液中继续浸泡处理40min后，剪断所述待处理预制体中玻璃纤维网与漏网间连接的线绳，得到表面处理后的纤维预成型体；

S5、纤维预成型体负压抽滤成型：在真空度为0.02MPa、真空压力为-0.02MPa的条件下，开启真空泵(9)吸出水浴装置(1)中的碱溶液，并保持抽真空20min，S4中得到的表面处理后的纤维预成型体取出后，在室温的条件下自然干燥12h，然后在温度为50℃的条件下干燥24h，再在温度为103℃的条件下干燥40min，得到VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体。

2.根据权利要求1所述的一种用溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，其特征在于，S1中所述待处理竹纤维的长度为1.94cm～6.02cm、直径为0.10mm～1.17mm、平均长径比为93～102。

3.根据权利要求1所述的一种用溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，其特征在于，S2中所述4份待处理竹纤维和3层玻璃纤维网的总质量比为10：2。

4.根据权利要求1所述的一种用溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，其特征在于，S2中所述玻璃纤维网的网格规格为4mm×4mm，克重为170g/m²。

5.根据权利要求3所述的一种用溶液悬浮装置制备VARTM成型复合材料用竹纤维玻璃纤维网预制体的方法，其特征在于，S3～S5中所述碱溶液的质量分数为2％～10％。