本發(fā)明屬于液態(tài)成型復合材料制造技術(shù)，涉及一種具有定型-增韌雙功能的增強纖維織物的制造方法。

背景技術(shù)：
RTM工藝的基本原理是在一定的溫度、壓力下，低黏度的液體樹脂被注入鋪有預成型體(增強材料)的模腔中，浸漬干態(tài)纖維預成型體，加熱固化成型，然后脫模。其工藝過程主要包括(1)纖維預成型體的制造，(2)液態(tài)樹脂的注入和固化。RTM工藝是一種閉模成型工藝，采用與制品形狀相近的纖維預成型技術(shù)，纖維預成型體與樹脂的浸潤由帶壓樹脂在密閉模腔中快速流動來完成。隨著復合材料性能要求的日漸提高，應用RTM工藝制備大型、復雜、厚壁復合材料制件的要求越來越多，對纖維預成型體的質(zhì)量要求也越來越高。定型劑是纖維預成型體制備過程中的重要材料，為了得到高品質(zhì)的復合材料制件，定型劑既要起到良好的定型作用，同時還要盡量不影響樹脂基體的物理性能及工藝可操作性等要求。傳統(tǒng)的定型劑主要有溶液型和干粉型兩種，溶液定型劑容易滲入到纖維織物內(nèi)部而造成樹脂流動困難，而干粉型定型劑通過附著在增強織物表面起定型效果。并且，由于RTM工藝要求應用黏度特低的專用樹脂，為了滿足這一特性，不宜采用在樹脂體系中加入橡膠或熱塑性聚合物的方法來提高復合材料的抗沖擊韌性。因此，RTM技術(shù)中樹脂低黏度和復合材料高韌性的矛盾，成為國內(nèi)外復合材料技術(shù)研究關(guān)注的焦點。美國Cyetec公司將熱塑性聚合物紡制成纖維，并用紡制的聚合物纖維與碳纖維混紗后織造成復合材料增強體，或聚合物纖維與碳纖維共編制成復合材料增強體，然后制造熱塑性聚合物纖維增韌的RTM復合材料，使RTM復合材料的抗沖擊韌性得到提高，如RTM成型977-20碳纖維復合材料，這種方法的目的就是為了解決RTM樹脂的低粘度要求與增韌要求之間的矛盾，但是這種增韌方法的增韌效果非常有限。中國專利ZL2006100993819將熱塑性薄膜鋪放在增強織物的層間已達到增韌之目的，其增韌復合材料的CAI得到顯著提高，但是鋪放在層間的熱塑性薄膜將阻礙RTM樹脂在層間的流動，為RTM復合材料的成型工藝增加了難度；同時，熱塑性薄膜本身沒有定型功能，也為復合材料的鋪貼工藝增加了難度。為了實現(xiàn)RTM工藝的定型-增韌雙功能，中國發(fā)明專利“一種液態(tài)成型復合材料用預制織物及其制備方法(公開號CN101220561)”，提出了一種具有定型-增韌雙功 能的預制織物的制備方法，通過在基底纖維織物的表面黏附增韌層和定型層的方法，具體是將增韌層應用溶液涂覆(膠液)、熱熔涂覆(粉末)、成膜復合(薄膜)、熱壓轉(zhuǎn)移(熱熔膠)等方法形成連續(xù)增韌層或呈現(xiàn)為一定花紋的離散增韌層；定型層采用溶液涂覆(膠液)、熱熔涂覆(粉末)、粉末涂覆、成膜復合(薄膜)、熱壓轉(zhuǎn)移(熱熔膠)等方法形成一定花紋的離散定型層。中國發(fā)明專利“一種兼具定型-增韌雙功能的纖維織物的制備方法”(公開號：CN102644199A)，提出一種單面帶有增韌劑，另一面帶有定型劑的增強纖維織物。中國專利“一種RTM預成型體織物粉末預定型及其制備方法”(公開號：CN101760965A)，提出一種將增韌劑及定型劑共混的定型增韌復合材料的方法。以上發(fā)明專利，定型劑與增韌劑都為粉末狀態(tài)存在，當定型劑以粉末狀態(tài)使用時，呈點陣的非連續(xù)狀態(tài)，為達到應有的定型效果，定型劑用量較高。而復合材料層間空間有限，高含量的定型劑限制了增韌劑的用量，因此其增韌劑含量較低，液態(tài)成型復合材料的層間韌性提高不明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是：提供一種雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物制造方法，實現(xiàn)具有定型-增韌雙功能的增強纖維織物的批量化制備。本發(fā)明的技術(shù)方案是：雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物按照以下方法制備：(1)選用熱塑性樹脂作為增韌劑，將熱塑性樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；增韌劑是指：酚酞改性聚醚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、熱塑性聚酰亞胺、聚砜、聚醚砜、酚酞改性聚醚砜、聚苯硫醚、聚苯醚或聚酰胺中的一種或幾種；(2)將干燥后的熱塑性樹脂加入良溶劑，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑粉碎后加入良溶劑，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液通過定型劑靜電紡絲前區(qū)6、增韌劑靜電紡絲區(qū)7、定型劑靜電紡絲后區(qū)8利用靜電紡絲方法噴淋在增強纖維織物5表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層1分為三層：上層為定型纖維無紡布層2，中間層為增韌纖維無紡布層3，下層為定型纖維無紡布層4；(5)將表面附著定型-增韌功能層1的增強纖維織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)9，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層1的增強纖維織物經(jīng)過熱壓輥10熱壓， 使定型-增韌功能層與纖維織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物。所述的定型劑為雙馬單體樹脂/二稀丙基雙酚A/烯丙基苯酚共聚物、雙馬樹脂與環(huán)氧樹脂的預聚物、雙馬樹脂與氰酸酯樹脂的預聚物、固體環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂與固化劑的預聚物、環(huán)氧樹脂與氰酸酯樹脂的預聚物、苯并噁嗪樹脂預聚物或氰酸酯樹脂預聚物。所述的定型-增韌功能層的纖維直徑0.1～15um。所述的定型-增韌功能層的最佳纖維直徑為0.3～5um。所述的增強纖維織物是玻璃纖維或碳纖維或芳倫纖維中的一種，其織造形式是單向織物或平紋織物或緞紋織物或斜紋織物或非屈曲織物。本發(fā)明的優(yōu)點和效果是：本發(fā)明中，依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在增強纖維織物5表面，形成定型-增韌雙功能層1，定型-增韌功能層1分為三層：上層為定型纖維無紡布層2，中間層為增韌纖維無紡布層3，下層為定型纖維無紡布層4，從而在纖維織物表面形成一層由無規(guī)分布、面密度均勻的定型-增韌雙功能層，并通過熱壓過程使其與纖維織物粘附在一起構(gòu)成一個整體，從而獲得雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物。本發(fā)明采用靜電紡絲技術(shù)制備定型-增韌雙功能無紡布，纖維直徑細，面密度均勻，便于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。該增強纖維織物具有良好的工藝性能，其定型纖維層能夠有效粘接復合材料增強織物，從而起到良好的定型效果；同時，定型-增韌雙功能無紡布呈多孔網(wǎng)狀，具有優(yōu)異的氣、液透過性，在復合材料液態(tài)成型過程中不會阻礙樹脂的層間有效流動，有利于提高復合材料的內(nèi)部質(zhì)量，提高液態(tài)成型復合材料的成品率和質(zhì)量穩(wěn)定性。并且，在保證良好的定型功能及工藝性能的前提下，定型-增韌雙功能層能夠大幅提高液態(tài)成形復合材料的沖擊后壓縮性能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其沖擊后壓縮強度提高了50％～150％。本發(fā)明工藝過程簡單易實施，并且可實現(xiàn)定型-增韌雙功能增強纖維織物的連續(xù)化生產(chǎn)，大幅度提高了生產(chǎn)效率。附圖說明圖1雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物結(jié)構(gòu)圖圖2雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物制備流程圖具體實施方式雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物按照以下方法制備：(1)選用熱塑性樹脂作為增韌劑，將熱塑性樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的熱塑性樹脂加入良溶劑，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑加入良溶劑，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液分別注入定型劑靜電紡絲前區(qū)6、增韌劑靜電紡絲區(qū)7、定型劑靜電紡絲后區(qū)8，利用靜電紡絲方法噴淋在增強纖維織物5表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌纖維無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的增強纖維織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域9，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的增強纖維織物經(jīng)過熱壓輥10熱壓，使定型-增韌功能層與纖維織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的增強纖維織物。具體實施例1(1)選用聚醚酮樹脂作為增韌劑，將聚醚酮樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚醚酮樹脂加入四氫呋喃，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑固體環(huán)氧樹脂加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在U3160碳纖維織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的U3160碳纖維織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的U3160碳纖維織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與U3160碳纖維織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的U3160碳纖維織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料，鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著定型-增韌功能層的一面接觸無定型-增韌功能層一面。用100℃左右的熨斗勻力勻速將雙功增強纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以RTM環(huán)氧樹脂為基體，采用RTM工藝，按照該樹脂體系的標準固化工藝進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例2(1)選用熱塑性聚酰亞胺作為增韌劑，將熱塑性聚酰亞胺切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的熱塑性聚酰亞胺加入DMF，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑雙馬單體樹脂/二稀丙基雙酚A/烯丙基苯酚共聚物加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在U7192碳纖維織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌纖維無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的U7192碳纖維織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的U7192碳纖維織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與U7192碳纖維織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的U7192碳纖維織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料、鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著非織造布的一面接觸未附著非織造布的一面。用120℃左右的熨斗勻力勻速將纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以雙馬樹脂為基體，采用RTM工藝，按照該樹脂體系的標準固化制度進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例3(1)選用聚砜樹脂作為增韌劑，將聚砜樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚砜樹脂加入四氫呋喃，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑氰酸酯樹脂預聚物加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在EW280 玻璃纖維織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的EW280玻璃纖維織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的EW280玻璃纖維織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與EW280玻璃纖維織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的EW280玻璃纖維織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料、鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著非織造布的一面接觸未附著非織造布的一面。用100℃左右的熨斗勻力勻速將纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以氰酸酯樹脂為基體，采用VARI工藝，按照該樹脂體系的標準固化制度進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例4(1)選用聚醚砜作為增韌劑，將聚醚砜切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚醚砜加入DMF，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑苯并噁嗪樹脂預聚物加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在T800碳纖維平紋織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的T800碳纖維平紋織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的T800碳纖維平紋織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與T800碳纖維平紋織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的T800碳纖維平紋織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料，鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著定型-增韌功能層的一面接觸無定型-增韌功能層一面。用90℃左右的熨斗勻力勻速將雙功增強纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以苯 并噁嗪樹脂為基體，采用RTM工藝，按照該樹脂體系的標準固化工藝進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例5(1)選用聚醚醚酮作為增韌劑，將聚醚醚酮樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚醚醚酮樹脂加入四氫呋喃，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑雙馬單體與環(huán)氧樹脂共聚物加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在芳綸纖維單向織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的芳綸纖維單向織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的芳綸纖維單向織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與芳綸纖維單向織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的芳綸纖維單向織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料，鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著定型-增韌功能層的一面接觸無定型-增韌功能層一面。用100℃左右的熨斗勻力勻速將雙功增強纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以RTM環(huán)氧樹脂為基體，采用RTM工藝，按照該樹脂體系的標準固化工藝進行固化，得到所需的復合材料制品。將以上纖維織物按需要裁減下料、鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著非織造布的一面接觸未附著非織造布的一面。用110℃左右的熨斗勻力勻速將纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以雙馬樹脂為基體，采用RTM工藝，按照該樹脂體系的標準固化制度進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例6(1)選用聚苯硫醚作為增韌劑，將聚苯硫醚切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚苯硫醚加入DMF，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑環(huán)氧樹脂與固化劑加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在CF3052碳纖維緞紋織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的CF3052碳纖維緞紋織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的CF3052碳纖維緞紋織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與CF3052碳纖維緞紋織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的CF3052碳纖維緞紋織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料，鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著定型-增韌功能層的一面接觸無定型-增韌功能層一面。用100℃左右的熨斗勻力勻速將雙功增強纖維織物層層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以中溫環(huán)氧樹脂為基體，采用VARI工藝，按照該樹脂體系的標準固化工藝進行固化，得到所需的復合材料制品。具體實施例7(1)選用聚醚酮樹脂作為增韌劑，將聚醚酮樹脂切片或粉碎，然后置于干燥箱中，在80～100℃下干燥1-2h，以除去其中的水分；(2)將干燥后的聚醚酮樹脂加入四氫呋喃，制備成增韌劑溶液；(3)將定型劑環(huán)氧樹脂與固化劑的預聚物加入丙酮，制備成定型劑溶液；(4)依次將定型劑溶液、增韌劑溶液、定型劑溶液利用靜電紡絲方法噴淋在T800碳纖維經(jīng)編織物表面，形成定型-增韌功能層1，定型-增韌功能層分為三層，上層2與下層4為定型纖維無紡布層，中間層3為增韌無紡布層；(5)將表面附著定型-增韌功能層的T800碳纖維經(jīng)編織物經(jīng)過溶劑回收區(qū)域，將定型-增韌功能層內(nèi)的溶劑揮發(fā)完全；(6)將干燥后的表面粘附定型-增韌功能層的T800碳纖維經(jīng)編織物經(jīng)過熱壓輥熱壓，使定型-增韌功能層與T800碳纖維經(jīng)編織物構(gòu)成一個整體；(7)將干燥、熱壓后的增強纖維織物收卷，即獲得批量的雙功能無紡布定型-增韌的T800碳纖維經(jīng)編織物。(8)將以上纖維織物按需要裁減下料，鋪貼，在鋪貼時應保證相鄰的兩層織物的順序為附著定型-增韌功能層的一面接觸無定型-增韌功能層一面。用100℃左右的熨 斗勻力、勻速將雙功增強纖維織物層熨平，組合成纖維預成型體后，裝模，以高溫環(huán)氧樹脂為基體，采用RFI工藝，按照該樹脂體系的標準固化工藝進行固化，得到所需的復合材料制品。