预浸料性能及应用案例.docx

预浸料性能及应用案例.docx

《预浸料性能及应用案例.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《预浸料性能及应用案例.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

预浸料性能及应用案例

一、预浸料定义

  1、预浸料定义 

   预浸料俗称模塑料，是用树脂在严格控制条件下浸渍连续纤维及其织物而制成的组合体，是制造先进复合材料的中间体。

具有一定力学性能的结构单元，可进行结构设计，其某些性质直接移植到复合材料制品中，预浸料的质量直接影响到复合材料的质量。

  2、预浸料产品标准

   QJ3184T300碳纤维∕AG-80环氧树脂预浸料规范

   HB6701LWR—1T300中温固化环氧碳纤维预浸料

   GJB3945芳纶∕环氧树脂预浸料规范

   GB/T25043连续树脂基预浸料用多轴向经编增强材料

   HB7069环氧树脂玻璃布预浸料规范

   JB/T10942干式变压器用F级预浸料

   HB7737飞机辅机零件专用环氧聚酰胺涂料规范

   JC/T774预浸料凝胶时间试验方法

   JC/T775预浸料树脂流动度试验方法

   JC/T776预浸料挥发物含量试验方法

   JC/T780预浸料树脂含量试验方法

   ASTMD3532环氧碳纤维预浸料凝胶时间试验方法

   HB7736 复合材料预浸料物理性能试验方法

二、预浸料种类

  预浸料是复合材料的中间体，根据选用树脂种类可以分为：

热固性预浸料和热塑性预浸料；根据选用树脂的类型分为：

环氧预浸料、聚酰胺预浸料、酚醛预浸料、氰酸酯预浸料、聚砜预浸料、聚醚预浸料等；根据增强材料类型分为：

碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料、玄武岩纤维预浸料、硼纤维预浸料等；根据增强材料结构型式可分为：

单向纤维预浸料、短切纤维预浸料、织物预浸料等。

我公司主要生产以碳纤、芳纶、玻纤为增强材料的环氧、氰酸酯、聚酰亚胺类的热固性树脂预浸料。

三、预浸料的基本特征

   1、由于预浸料在成型过程中精确控制了树脂含量、增强材料含量和增强材料的排列，树脂流出少，可以得到力学性能和外形尺寸精度很高的制品。

   2、预浸料是干态材料，同时具有一定的粘结性，铺层简便，能够严格按照性能要求精确铺层。

   3、由于预浸料浸渍完全，内部气泡少，制品表面效果优良，质量水平高。

   4、与传统生产复合材料生产环境相比，生产环境干净整洁，对环境影响小。

   5、制造工序多而繁琐，制品造价高。

四、预浸料应用领域

  1、休闲体育：

鱼竿、弓箭、皮划艇、滑雪板、滑水板、高尔夫球杆、自行车、龙舟、风筝、冲锋舟、救生艇等。

  2、竞技体育：

自行车、皮划艇、跳水板、撑杆等

  3、航空航天：

飞机蒙皮、飞机整流罩、旋翼、仪表外壳、仪表盘等

  4、军用产品：

发射筒、炮弹箱、仪器周转箱、枪托、雷达罩、头盔、天线罩、防护装甲、无人机蒙皮等

  5、建筑工程：

桥梁修补、桥梁、结构梁、建筑修补、体育馆屋顶等

  6、汽车制造：

保险杠、仪表盘、底板、门框版、引擎盖、车顶板、气压罐等

  7、尖端装备制造：

轨道、机器手、外壳、绝缘体、导体等

  8、船舶工程：

天线罩、声纳导流罩、仪表盘、螺旋桨、指挥台围壁、玻璃钢游艇、蓄电池箱等。

  9、电力及核电工程：

风电机舱罩、风叶、设备外壳、接线盒、杆塔、电缆芯、绝缘体等

  10、农业养殖：

网箱拉杆、养殖箱、周转箱、玻璃钢渔船等。

  11、化学工程：

塔器压力组件、管道、型材、反应装置、抽油杆等。

五、预浸料常用规格

  1、标准模量单向碳纤维预浸

标准模量单向碳纤维预浸料

型号

纤维单位面积质量g/㎡

树脂含量%

预浸料总重量g/㎡

预浸料厚度mm

幅宽mm

USN02000

20

50

40

0.02

1000

USN02400

24

50

48

0.03

1000

USN03000

30

50

60

0.03

1000

USN04000

40

50

80

0.04

1000

USN05400

54

35

83

0.06

1000

54

40

90

0.06

1000

USN07500

75

30

107

0.08

1000

75

38

121

0.08

1000

USN10000

100

20

125

0.10

1000

100

25

133

0.10

1000

100

33

150

0.10

1000

USN12500

125

20

156

0.13

1000

125

25

167

0.13

1000

125

33

187

0.13

1000

USN15000

150

20

188

0.15

1000

150

25

200

0.15

1000

150

33

224

0.15

1000

USN17500

175

20

219

0.18

1000

175

25

233

0.18

1000

175

33

261

0.18

1000

USN20000

200

20

250

0.20

1000

200

25

267

0.20

1000

200

33

298

0.20

1000

  2、风力发电预浸料材料典型特性

树脂型号

E-玻纤

E-玻纤

E-玻纤

HS-碳纤

纤维结构

单向

双轴向

三轴向

双轴向

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

1200

610

950

400

预浸料单位面积质量

1765

938

1700

727

预浸料树脂含量

32

35

44

45

拉伸强度

869

120

380

146

拉伸模量

42

10

18

14

拉伸纤维体积含量

53

53

42

58

固化层厚度

0.85

0.4

0.88

0.82

拉伸强度60%FVF

984

136

543

151

拉伸模量60%FVF

48

11

26

14

压缩强度

775

92

320

160

压缩纤维体积含量

53

53

42

58

压缩强度60%FVF

877

104

457

166

层间剪切强度

45

30

40

45

附：

6512及7112风力发电用树脂数据表

  6512中等粘度低粘度适用于高质量横梁的生产，7112高粘度良好的悬垂性适用于多轴向产品。

6512

7112

常温储存期

60Days

60Days

-5℃储存期

6Months

6Months

-18℃储存期

12Months

12Months

最低固化温度

110℃

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

2Poise

2.9Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

7Poise

8.6Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

101℃

110℃

110℃最短固化时间

150Minutes

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

30Minutes

粘性

T2

T1

DMATg峰值

133℃

129℃

DMATg1

112℃

110℃

固化树脂密度

1.18g/cm3

1.18g/cm3

  3、通用型预浸料典型材料特性

树脂型号

6511

6511

纤维类型

HS-碳纤

E-玻纤

纤维结构

单向

单向

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

150

150

预浸料单位面积质量

224

224

预浸料树脂含量

33

33

拉伸强度

2000

1020

拉伸模量

130

44

拉伸纤维体积含量

65

53

固化层厚度

0.14

0.13

拉伸强度60%FVF

1846

1155

拉伸模量60%FVF

120

50

压缩强度

1100

775

压缩纤维体积含量

65

53

压缩强度60%FVF

1015

877

层间剪切强度

55

45

附：

6511树脂数据表

  普通环氧树脂，Tg为130℃.

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

3.7Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

11Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

104℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T1

DMATg峰值

148℃

DMATg1

127℃

固化树脂密度

1.2g/cm3

  4、通用流动性预浸料典型材料特性

树脂型号

9314

9314

纤维类型

HS-碳纤

HS-碳纤

纤维结构

单向

平纹

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

300

198

预浸料单位面积质量

462

330

预浸料树脂含量

35

40

拉伸强度

1980

800

拉伸模量

128

68

拉伸纤维体积含量

63

59

固化层厚度

0.31

0.25

拉伸强度60%FVF

1886

814

拉伸模量60%FVF

122

69

压缩强度

1080

505

压缩纤维体积含量

63

59

压缩强度60%FVF

1029

514

层间剪切强度

63

54

附：

9314树脂数据表

  韧性树脂，固化温度为120℃.该树脂具有很高的强度及良好的流动性。

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

3Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

4.4Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

110℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T1

DMATg峰值

130℃

DMATg1

110℃

固化树脂密度

1.2g/cm3

  5、通用低温固化型预浸料典型材料特性

树脂型号

9817

9817

9817

纤维类型

HS-碳纤

HS-碳纤

HS-碳纤

纤维结构

单向

双轴向

双轴向

成型条件

10Hoursat85℃

10Hoursat85℃

10Hoursat85℃

固化工艺

真空袋

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

200

400

400

预浸料单位面积质量

312

666

666

预浸料树脂含量

36

40

40

拉伸强度

2600

139

905

拉伸模量

139

14.9

56

拉伸纤维体积含量

70

58

55

固化层厚度

0.19

0.39

0.39

拉伸强度60%FVF

2229

144

987

拉伸模量60%FVF

119

15

61

压缩强度

1186

130

500

压缩纤维体积含量

70

58

55

压缩强度60%FVF

1017

134

545

层间剪切强度

69

53

57

附：

9817树脂数据表

  低温固化环氧树脂，固化温度为85℃。

该树脂具有很高的强度及良好的流动性.

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

80℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

12Hours

最小粘度（最低固化温度）

16Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

22Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

85℃

110℃最短固化时间

12Hours

120℃最短固化时间

10Hours

130℃最短固化时间

8Hours

140℃最短固化时间

4Hours

150℃最短固化时间

2Hours

DMATg峰值

98℃

DMATg1

106℃

固化树脂密度

1.18g/cm3

  6、低温固化型预浸料典型材料特性

树脂型号

13523

13523

纤维类型

HS-碳纤

E-玻纤 

纤维结构

单向

单向

成型条件

180minsat85℃

180minsat85℃

固化工艺

VacuumBag

VacuumBag

纤维单位面积质量

150

150

预浸料单位面积质量

224

224

预浸料树脂含量

33

33

拉伸强度

1970

1000

拉伸模量

124

42

拉伸纤维体积含量

65

53

固化层厚度

0.14

0.13

拉伸强度60%FVF

1818

1132

拉伸模量60%FVF

114

48

压缩强度

1050

700

压缩纤维体积含量

65

53

压缩强度60%FVF

969

792

层间剪切强度

50

45

附：

13523树脂数据表

  85℃低温固化环氧树脂，Tg为95℃。

该树脂具有很高强度及良好的流动性。

常温储存期

30Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

85℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

180Minutes

85℃最短固化时间

180Minutes

90℃最短固化时间

150Minutes

100℃最短固化时间

100Minutes

110℃最短固化时间

70Minutes

120℃最短固化时间

50Minutes

DMA Tg峰值

130℃

DMA Tg1

95℃

固化树脂密度

1.17g/cm3

  7、通用抗韧型预浸料典型材料特性

树脂型号

6509

6509

纤维类型

HS-碳纤

E-玻纤

纤维结构

单向

单向

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

150

150

预浸料单位面积质量

224

224

预浸料树脂含量

33

33

拉伸强度

2000

1020

拉伸模量

125

42

拉伸纤维体积含量

65

53

固化层厚度

0.14

0.13

拉伸强度60%FVF

1846

1155

拉伸模量60%FVF

115

48

压缩强度

1100

775

压缩纤维体积含量

65

53

压缩强度60%FVF

1015

877

层间剪切强度

55

45

附：

6509树脂数据表

  普通韧性环氧树脂，固化温度为120℃.该树脂具有很高强度及良好的流动性。

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

3.5Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

16Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

103℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T1

DMATg峰值

137℃

DMATg1

110℃

固化树脂密度

1.18g/cm3

  8、高韧性预浸料典型材料特性

树脂型号

9A16

9A16

纤维类型

HS-碳纤

HS-碳纤

纤维结构

单向

平纹

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

200

198

预浸料单位面积质量

308

330

预浸料树脂含量

35

40

拉伸强度

2000

800

拉伸模量

125

70

拉伸纤维体积含量

65

62

固化层厚度

0.2

0.25

拉伸强度60%FVF

1846

74

拉伸模量60%FVF

115

68

压缩强度

1100

775

压缩纤维体积含量

65

62

压缩强度60%FVF

1015

750

层间剪切强度

60

50

附：

9A16树脂数据表

  9A16高韧性环氧树脂,Tg为140℃。

该树脂具有良好的抗冲击性.

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

30Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

100Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

98℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T1

TgDSC

Tg2 146℃

固化树脂密度

1.2g/cm3

  9、阻燃型预浸料典型材料特性

树脂型号

9B14

9B14

纤维类型

E-玻纤 

E-玻纤 

纤维结构

单向

缎纹

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

150

220

预浸料单位面积质量

230

344

预浸料树脂含量

35

36

拉伸强度

935

600

拉伸模量

42

45

拉伸纤维体积含量

53

50

固化层厚度

0.12

0.22

拉伸强度60%FVF

1058

720

拉伸模量60%FVF

48

54

压缩强度

780

480

压缩纤维体积含量

53

50

压缩强度

883

576

层间剪切强度

42

60

附：

9B14树脂数据表

  预浸料用无卤阻燃环氧树脂，固化温度为120℃。

9B14树脂适用于生产符合UL94-V0阻燃规范的部件，例如：

飞机结构、火车内舱及其他终端应用领域。

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

6.2Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

9.1Poise

最小粘度时温度

106℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T1

固化树脂密度

1.25g/cm3

  10、抗冲击型预浸料典型材料特性

树脂型号

7901

7901

纤维类型

HS-碳纤

E-玻纤

纤维结构

单向

单向

成型条件

90minsat120℃

90minsat120℃

固化工艺

真空袋

真空袋

纤维单位面积质量

150

150

预浸料单位面积质量

224

224

预浸料树脂含量

33

33

拉伸强度

2000

1020

拉伸模量

125

42

拉伸纤维体积含量

65

53

固化层厚度

0.14

0.13

拉伸强度60%FVF

1846

1155

拉伸模量60%FVF

115

48

压缩强度

1100

775

压缩纤维体积含量

65

53

压缩强度60%FVF

1015

877

层间剪切强度

60

48

附：

7901树脂数据表

  高韧性环氧树脂,Tg为110℃。

该树脂具有良好的抗冲击性.

常温储存期

60Days

-5℃储存期

6Months

-18℃储存期

12Months

最低固化温度

110℃

最短固化时间（在最低固化温度时）

150Minutes

最小粘度（最低固化温度）

4Poise

最小粘度（1℃/min.Ramp）

17Poise

最小粘度时温度（1℃/min.Ramp）

101℃

110℃最短固化时间

150Minutes

120℃最短固化时间

90Minutes

130℃最短固化时间

60Minutes

140℃最短固化时间

40Minutes

150℃最短固化时间

30Minutes

粘性

T2

DMATg峰值

140℃

DMATg1

115℃

固化树脂密度

1.2g/cm3

  11、通用高温型预浸料典型数据

树脂型号

10128

10128

纤维类型

HS-碳纤

HS-碳纤