專利名稱：縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料制備領(lǐng)域；具體涉及縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù)：
硅樹脂是具有高度交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性聚硅氧烷體系。硅樹脂具有很好的耐熱性及耐候性，并兼具優(yōu)良的電絕緣性、抗氧化、抗輻射、憎水性及阻燃性，還可通過改性獲得其他性能。廣泛應(yīng)用于航空、航天、國防軍工、建筑、電子、機械、文體醫(yī)療和生物工程等眾多領(lǐng)域。在航天航空領(lǐng)域，主要用做天線罩材料。天線罩材料的重要性能要求為具有寬頻電磁波透過性能和介電性能、優(yōu)異的耐熱性和力學(xué)性能。硅樹脂的結(jié)構(gòu)決定了其具有耐高溫性和優(yōu)良的介電性，但由于硅樹脂分子間作用力小，有效交聯(lián)密度低，所以硅樹脂一般的機械強度較弱；所以高溫下纖維增強硅樹脂復(fù)合材料容易出現(xiàn)分層等現(xiàn)象，而導(dǎo)致力學(xué)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前高溫下纖維增強硅樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性能下降的技術(shù)問題； 而提供了縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法。本發(fā)明中縫合制備硅樹脂基復(fù)合材料的方法是按下述步驟進行的一、預(yù)處理 對纖維材料進行熱處理(目的去除出廠時的浸潤劑，以防其影響纖維與樹脂的浸潤性)，所述纖維材料為耐高溫高透波性纖維或用耐高溫高透波性纖維紡織的織物；二、浸漬將硅樹脂均勻涂覆于經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料上，經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料與硅樹脂的質(zhì)量比為1 1 3，再在室溫下自然晾干(以不粘手為宜)；三、縫合將經(jīng)步驟二浸漬處理的纖維材料根據(jù)模具形狀進行剪裁后鋪疊，然后縫合，縫合線為耐高溫纖維，得到坯體；四、 固化將經(jīng)步驟三獲得的坯體置于熱壓機上熱壓固化，待冷卻至室溫后既得纖維/硅樹脂基復(fù)合材料。上述纖維材料可為D玻璃纖維(或織物)、高硅氧玻璃纖維(或織物)、石英纖維 (或織物)等透波性良好的纖維(或織物)。本發(fā)明方法采用縫合的方法提高纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能。采用高硅氧玻璃纖維布和縮合型的甲基苯基硅樹脂利用本發(fā)明方法獲得纖維/硅樹脂基復(fù)合材料，其在500°C，10分鐘時彎曲強度185MPa以上。本發(fā)明方法工藝簡單。相對RTM及RFI 成型工藝相比，本發(fā)明方法對設(shè)備要求低。


圖1是縫合示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的
3任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中縫合制備硅樹脂基復(fù)合材料的方法是按下述步驟進行的一、預(yù)處理對纖維材料進行熱處理，所述纖維材料為耐高溫高透波性纖維或用耐高溫高透波性纖維紡織的織物；二、浸漬將硅樹脂均勻涂覆于經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料上，經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料與硅樹脂的質(zhì)量比為1 1 3，再在室溫下自然晾干 (以不粘手為宜)；三、縫合將經(jīng)步驟二浸漬處理的纖維材料根據(jù)模具形狀進行剪裁后鋪疊，然后縫合，縫合線為耐高溫纖維，得到坯體；四、固化將經(jīng)步驟三獲得的坯體置于熱壓機上熱壓固化(根據(jù)不同種類硅樹脂各自的固化制度進行)，待冷卻至室溫后既得纖維/硅樹脂基復(fù)合材料。本發(fā)明方法采用縫合的方法提高纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能。采用高硅氧玻璃纖維布和縮合型的甲基苯基硅樹脂利用本發(fā)明方法獲得纖維/硅樹脂基復(fù)合材料，其在500°C，10分鐘時彎曲強度185MPa以上。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述熱處理溫度為 200 800°C，所述熱處理時間為1 4小時。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述熱處理溫度為 400 600°C，所述熱處理時間為2 3小時。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體方式一至三之一不同的是步驟一所述纖維材料為D玻璃纖維、D玻璃纖維織物、高硅氧玻璃纖維高硅氧玻璃纖維織物、石英纖維或石英纖維織物。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是步驟三縫合線為PBO纖維、PBI纖維或芳綸纖維。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是步驟二所述硅樹脂為縮合型硅樹脂或加成型硅樹脂，或者其改性產(chǎn)品。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是步驟三縫合線為PBO纖維、PBI纖維或芳綸纖維。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至七之一不同的是步驟三所述縫合采用長方形格式進行走線，其中長方形格式走線縫合行距a為0. 5 3厘米；縫合走線列距b為1 5厘米。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一至七之一相同。
具體實施方式
九本實施方式中縫合制備硅樹脂基復(fù)合材料的方法是按下述步驟進行的一、預(yù)處理對高硅氧玻璃纖維布進行熱處理，所述熱處理溫度為20(TC，熱處理時間為1小時；二、浸漬將縮合型的甲基苯基硅樹脂均勻涂覆于經(jīng)步驟一預(yù)處理的高硅氧玻璃纖維布上，經(jīng)步驟一預(yù)處理的高硅氧玻璃纖維布與縮合型的甲基苯基硅樹脂的質(zhì)量比為 1 2，再在室溫下自然晾14小時(不粘手)；三、縫合將經(jīng)步驟二浸漬處理的高硅氧玻璃纖維布根據(jù)模具形狀進行剪裁，然后根據(jù)制品厚度2mm要求進行鋪疊10層，然后手工縫合，所述的縫合走線格式采用長方形格式走線，其中長方形格式走線縫合行距a為0. 5厘米，縫合走線列距b為1厘米(參見圖1)，所用縫合線為PBO纖維，得到坯體；四、固化將經(jīng)步驟三獲得的坯體置于熱壓機上熱壓固化，先在80°C條件下預(yù)熱1 小時，升溫至120°C預(yù)熱1小時，然后在160°C下合模，在5 20MPa的條件下熱壓2小時， 升溫至200°C熱壓2小時，升溫至250°C熱壓12 M小時，待冷卻至室溫后既得纖維/高硅氧玻璃纖維布基復(fù)合材料。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
九不同的是步驟四中先在80°C條件下預(yù)熱1小時，升溫至120°C預(yù)熱1小時，然后在160°C下合模，在IOMPa的條件下熱壓2 小時，升溫至200°C熱壓2小時，升溫至250°C熱壓16小時。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
九相同。采用鋪設(shè)后進行熱壓固化的試驗作對比，測試高溫下彎曲強度，結(jié)果如表1。表1硅氧纖維/硅樹脂復(fù)合材料力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于縫合制備硅樹脂基復(fù)合材料的方法是按下述步驟進行的一、預(yù)處理對纖維材料進行熱處理，所述纖維材料為耐高溫高透波纖維或用耐高溫高透波纖維紡織的織物；二、浸漬將硅樹脂均勻涂覆于經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料上，經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料與硅樹脂的質(zhì)量比為1 1 3，再在室溫下自然晾干；三、縫合將經(jīng)步驟二浸漬處理的纖維材料根據(jù)模具形狀進行剪裁后鋪疊，然后縫合， 縫合線為耐高溫纖維，得到坯體；四、固化將經(jīng)步驟三獲得的坯體置于熱壓機上熱壓固化，待冷卻至室溫后既得纖維/ 硅樹脂基復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于所述熱處理溫度為200 800°C，所述熱處理時間為1 4小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于所述熱處理溫度為400 600°C，所述熱處理時間為2 3小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟一所述纖維材料為步驟一所述纖維材料為D玻璃纖維、D玻璃纖維織物、高硅氧玻璃纖維、 高硅氧玻璃纖維織物、石英纖維或石英纖維織物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟二所述硅樹脂為縮合型硅樹脂或加成型硅樹脂，或者其改性產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三縫合線為PBO纖維、PBI纖維或芳綸纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟三所述縫合采用長方形格式進行走線，其中長方形格式走線縫合行距a為0. 5 3厘米；縫合走線列距b為1 5厘米。
全文摘要
縫合制備纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的方法，它屬于復(fù)合材料制備領(lǐng)域。本發(fā)明要解決目前高溫下纖維增強硅樹脂基復(fù)合材料力學(xué)性能下降的技術(shù)問題。本發(fā)明方法如下一、預(yù)處理對纖維材料進行熱處理；二、浸漬將硅樹脂均勻涂覆于經(jīng)步驟一預(yù)處理的纖維材料上，在室溫下自然晾干；三、縫合；四、固化將經(jīng)步驟三獲得的坯體置于熱壓機上熱壓固化，待冷卻至室溫后既得纖維/硅樹脂基復(fù)合材料。本發(fā)明方法采用縫合的方法提高纖維/硅樹脂基復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能，本發(fā)明方法工藝簡單，相對RTM及RFI成型工藝相比，本發(fā)明方法對設(shè)備要求低。
文檔編號C08K7/10GK102206418SQ201110060519
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者劉麗, 周敬杰, 胡春平, 黃玉東 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)