东华大学最新专利,树脂分布均匀的热塑性预浸料制备方法

科技   2024-11-18 07:20   山东  

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碳纤维研习社从国家知识产权局获悉,东华大学最新申请一项发明专利公布,专利名称为“一种树脂含量分布均匀的热塑性织物预浸料制备方法”,申请公布日期为2024年11月12日。


专利技术背景

热塑性织物预浸料是由热塑性树脂与纤维织物复合而成的复合材料,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。这些材料的质量直接取决于树脂含量的均匀性,不均匀的树脂分布会导致材料性能下降,如表面缺陷和力学性能降低。


专利创新点

最新申请公布的专利涉及复合材料制备技术领域,特别是关于一种树脂含量分布均匀的热塑性织物预浸料制备方法。

创新点如下:

  • 撒粉机设计:专利提出了一种改进的撒粉机设计,包括针辊、料斗、刮刀、摆刷和振动筛,以实现树脂粉体在织物上的均匀分布。

  • 树脂粉体特性:专利详细规定了树脂粉体的粒径范围(50-300μm)和中位径(80-180μm),以及树脂粉体的种类,包括多种热塑性树脂及其共混物。

  • 针辊设计:针辊上的针分布设计为菱形网格或正六边形网格,以优化树脂粉体的分布。

  • 预处理工艺:织物在撒粉前经过预处理,包括加热和臭氧接触,以提高纤维与树脂的结合力。

解决现实中存在的难点问题

  • 树脂分布不均:通过精确控制撒粉机的设计和操作参数,解决了树脂在织物上分布不均匀的问题,从而提高了最终产品的质量。

  • 大克重预浸料制备:专利方法特别适用于制备大克重(>100g/m²)的预浸料,解决了现有技术在处理大克重预浸料时撒粉均匀性差的问题。

  • 材料性能提升:通过优化树脂粉体的粒径和分布,以及预处理工艺,提高了材料的力学性能和整体质量。

专利通过与现有技术的对比,展示了其在树脂分布均匀性、预浸料质量和生产效率方面的优势。特别是在处理大克重预浸料时,专利方法显示出更好的撒粉均匀性和材料性能。

(图1为实施例1的撒粉机的针辊的表面上所有针的分布示意图;图2为实施例5的树脂粉体的粒径的微分分布(指在粒径分布图中每个粒径的占比,即在每个粒径下的颗粒数量与总颗粒数量的比例)和累积分布(指在粒径分布图中小于等于某个粒径的颗粒数量占总颗粒数量的比例);图3为实施例1的树脂粉体的粒径的微分分布和累积分布;图4为实施例6的树脂粉体的粒径的微分分布和累积分布;图5为对比例3的树脂粉体的粒径的微分分布和累积分布;图6为对比例4的树脂粉体的粒径的微分分布和累积分布;图7为实施例6的撒粉机的针辊的表面上所有针的分布示意图。)

产业意义

热塑性复合材料虽然具有许多优异的性能,如高强度、轻质、可回收等,但在推广过程中面临一些挑战。一方面是高性能的热塑性树脂和增强纤维通常价格较高,导致最终产品的成本增加,另一方面是树脂与纤维的均匀复合上存在难点,这直接影响到最终复合材料的性能。

申请公布的专利通过优化撒粉机的设计和操作参数,提高了树脂在织物上的均匀分布,从而提高了预浸料和最终复合材料的质量。

通过提高生产效率和材料使用效率,有助于降低热塑性复材的生产成本,使其更具市场竞争力。

专利对热塑性复合材料产业的发展具有深远的影响,有助于推动整个行业的技术进步和市场扩展。

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