English
簡體中文
復(fù)合材料用樹脂基預(yù)浸料由于其輕量化、高強(qiáng)、高韌、抗阻燃的優(yōu)質(zhì)特性，廣泛應(yīng)用于高端裝備制造領(lǐng)域。隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場呈現(xiàn)出巨大的需求。國內(nèi)的預(yù)浸料體系還不夠健全，高性能預(yù)浸料及其關(guān)鍵原材料的測試標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量評價(jià)方面還存在缺失，樹脂及預(yù)浸料自主可控的設(shè)計(jì)及制備技術(shù)亟待解決。
2022年，北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司承擔(dān)中國建材集團(tuán)高性能纖維及復(fù)合材料原創(chuàng)技術(shù)策源地項(xiàng)目的“高性能樹脂基體及預(yù)浸料制備技術(shù)”研發(fā)任務(wù)，在高性能復(fù)合材料需求的大力牽引下，項(xiàng)目組建管理及技術(shù)專項(xiàng)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，以階段性目標(biāo)為導(dǎo)向，采用任務(wù)分解法（WBS），通過識別關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)、配方設(shè)計(jì)迭代優(yōu)化和預(yù)浸料制備工藝迭代優(yōu)化，開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過對樹脂基體本征指標(biāo)評價(jià)和復(fù)合材料性能評價(jià)，建立樹脂基體配方快速優(yōu)化迭代技術(shù)、樹脂穩(wěn)定制備技術(shù)、預(yù)浸料穩(wěn)定制備技術(shù)，攻克預(yù)浸料生產(chǎn)的全部工藝環(huán)節(jié)難點(diǎn)，達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)和穩(wěn)定性需求，實(shí)現(xiàn)了預(yù)浸料全部原材料國產(chǎn)化。
項(xiàng)目通過開展主體樹脂分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樹脂增韌改性、固化體系設(shè)計(jì)和阻燃改性等工作，確定雙酚A型環(huán)氧樹脂為配方主體、選擇反應(yīng)型增韌體系作為增韌劑，在保證樹脂基體強(qiáng)度有較高保持率的同時(shí)提高樹脂基體的韌性；通過開展固化劑體系的設(shè)計(jì)，提高樹脂黏結(jié)性、延長預(yù)浸料儲存期；在此基礎(chǔ)上針對樹脂阻燃、纖維浸潤和耐液壓油等特性，選擇合適的改性助劑改善樹脂相關(guān)性能，最終確定高強(qiáng)、高韌、自粘型環(huán)氧樹脂配方。
項(xiàng)目采用國際主流兩步法制備熱熔預(yù)浸料。樹脂預(yù)熱溫度、涂膜溫度、涂膠輥間隙、涂膜速度等涂膜工藝參數(shù)會影響膠膜的厚度和均勻性，進(jìn)而影響預(yù)浸料樹脂含量；復(fù)合溫度、復(fù)合間隙、玻纖織物張力和復(fù)合速度等復(fù)合工藝參數(shù)控制不當(dāng)會導(dǎo)致預(yù)浸料褶皺、未浸透纖維和局部缺膠等質(zhì)量問題。本項(xiàng)目通過對膠膜制備和預(yù)浸料復(fù)合關(guān)鍵工藝參數(shù)識別、優(yōu)化及精細(xì)控制，建立預(yù)浸料質(zhì)量控制工藝規(guī)范，實(shí)現(xiàn)預(yù)浸料穩(wěn)定化制備。所制備的預(yù)浸料滿足產(chǎn)品高性能技術(shù)要求，在高端用戶獲得批量應(yīng)用，獲得用戶充分肯定，打破了國外壟斷。高性能樹脂預(yù)浸料下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，除應(yīng)用于重大裝備外，還可用于軌道交通、體育器材等高強(qiáng)度輕量化領(lǐng)域。項(xiàng)目成果在大型復(fù)合材料主承力構(gòu)件制造中具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用潛力，對推動我國高端復(fù)合材料自主可控發(fā)展具有重要工程價(jià)值和戰(zhàn)略意義。