本發(fā)明涉及纖維纏繞技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝。
背景技術(shù)：
預(yù)浸濕法纏繞技術(shù)是美國(guó)上世紀(jì)八十年代末問(wèn)世，九十年代開(kāi)始應(yīng)用的新技術(shù)，該技術(shù)綜合了傳統(tǒng)濕法纏繞工藝和干法纏繞工藝的優(yōu)點(diǎn)，代表了高性能復(fù)合材料纖維纏繞制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
預(yù)浸濕法工藝又稱為濕法重卷(wet-rerool)技術(shù)，其工藝難點(diǎn)是尋找一種具有高觸變性樹(shù)脂配方體系，該樹(shù)脂體系應(yīng)達(dá)到以下要求：在一定條件下對(duì)增強(qiáng)材料具有良好的浸潤(rùn)性；當(dāng)浸潤(rùn)完成后，樹(shù)脂在收卷時(shí)粘度有一個(gè)突變過(guò)程，可迅速達(dá)到比較大的粘度以滿足貯存的要求：貯存時(shí)粘度變化較小、不發(fā)生樹(shù)脂的遷移、不粘連；室溫儲(chǔ)存期較長(zhǎng)；揮發(fā)分含量盡可能低；與增強(qiáng)材料界面相匹配。
采用這種樹(shù)脂體系浸漬增強(qiáng)材料，然后收卷制成預(yù)浸紗，在室溫(或低溫)下儲(chǔ)存，使用時(shí)可直接退卷纏繞。
預(yù)浸濕法工藝與傳統(tǒng)干法纏繞工藝相比，具有預(yù)浸材料不需低溫貯存，固化不需加壓等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)濕法纏繞工藝相比，又具有纏繞速度快、纏繞軌跡穩(wěn)定、操作環(huán)境好和纏繞制品質(zhì)量波動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)。
預(yù)浸濕法纏繞技術(shù)與傳統(tǒng)濕法纏繞技術(shù)相比，可降低并精確控制含膠量，減少樹(shù)脂及纖維廢料的產(chǎn)生，與干法纏繞工藝相比，不需要熱壓釜加壓固化，此外，該預(yù)浸技術(shù)在預(yù)浸過(guò)程中無(wú)溶劑，無(wú)需溶劑回收處理系統(tǒng)。因此可以明顯降低生產(chǎn)成本，也是一種低成本制造技術(shù)。
國(guó)外己成功地將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、燃?xì)獍l(fā)生器等航天制品，逐步取代原有濕法和干法工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝，能夠使得纏繞工藝具有較高的安全性、穩(wěn)定性及可靠性。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝，其采用環(huán)氧樹(shù)脂體系浸漬纖維材料，所述環(huán)氧樹(shù)脂體系包括環(huán)氧樹(shù)脂、氣相法納米二氧化硅、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、乙酰丙酮鑭系過(guò)渡金屬絡(luò)合物和硅烷偶聯(lián)劑。
在本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹(shù)脂為苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂，其通過(guò)如下方法制備：
按重量份數(shù)，將100份的苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂(PNE177，臺(tái)灣長(zhǎng)春)、33.5份的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO日本三光，磷含量14.5％)一起混合均勻并加熱，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，繼續(xù)加熱，145-160℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，降溫至135℃以下加入28份的四溴雙酚A(TBBPA美國(guó)雅寶，溴含量58％)混合均勻，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，135-150℃下反應(yīng)2～4小時(shí)后，然后降溫至130℃以下，加入丁酮(MEK)溶解成固含量為70％的MEK溶液，即得到苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂中溴含量為10％，磷含量為3.0％。
在本發(fā)明中，氣相法納米二氧化硅作為環(huán)氧樹(shù)脂的觸變劑。其含量以環(huán)氧樹(shù)脂為100％計(jì)為2-5wt％，例如2.5％、3％、3.5％、4％和4.5％。
甲基四氫鄰苯二甲酸酐作為固化劑。其含量以環(huán)氧樹(shù)脂為100wt％計(jì)為50-80wt％。
乙酰丙酮鑭系過(guò)渡金屬絡(luò)合物作為促進(jìn)劑。其含量以環(huán)氧樹(shù)脂為100wt％計(jì)為0.5-2wt％。
硅烷偶聯(lián)劑含量以環(huán)氧樹(shù)脂為100wt％計(jì)為0.1-2.0wt％，例如0.5％、1.0％和1.5％。
60℃下進(jìn)行玻璃纖維預(yù)浸，冷卻至室溫10分鐘后收卷。預(yù)浸后的纖維放置一個(gè)月后，可以直接退卷，纖維之間不粘連，樹(shù)脂上下含量幾乎未發(fā)生改變，采用該環(huán)氧樹(shù)脂體系的預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝完全滿足要求。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
一種預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝，其采用環(huán)氧樹(shù)脂體系浸漬纖維材料，所述環(huán)氧樹(shù)脂體系包括環(huán)氧樹(shù)脂、氣相法納米二氧化硅、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、乙酰丙酮鑭系過(guò)渡金屬絡(luò)合物和硅烷偶聯(lián)劑，其重量比為100:2.5:70:1.5:1.0。
所述環(huán)氧樹(shù)脂為苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂，其通過(guò)如下方法制備：
按重量份數(shù)，將100份的苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂(PNE177，臺(tái)灣長(zhǎng)春)、33.5份的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO日本三光，磷含量14.5％)一起混合均勻并加熱，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，繼續(xù)加熱，145-160℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，降溫至135℃以下加入28份的四溴雙酚A(TBBPA美國(guó)雅寶，溴含量58％)混合均勻，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，135-150℃下反應(yīng)2～4小時(shí)后，然后降溫至130℃以下，加入丁酮(MEK)溶解成固含量為70％的MEK溶液，即得到苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂中溴含量為10％，磷含量為3.0％。
60℃下進(jìn)行玻璃纖維預(yù)浸，冷卻至室溫10分鐘后收卷。預(yù)浸后的纖維放置一個(gè)月后，可以直接退卷，纖維之間不粘連，樹(shù)脂上下含量幾乎未發(fā)生改變，采用該環(huán)氧樹(shù)脂體系的預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝完全滿足要求。
實(shí)施例2
一種預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝，其采用環(huán)氧樹(shù)脂體系浸漬纖維材料，所述環(huán)氧樹(shù)脂體系包括環(huán)氧樹(shù)脂、氣相法納米二氧化硅、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、乙酰丙酮鑭系過(guò)渡金屬絡(luò)合物和硅烷偶聯(lián)劑，其重量比為100:5:80:0.5:1.5。
所述環(huán)氧樹(shù)脂為苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂，其通過(guò)如下方法制備：
按重量份數(shù)，將100份的苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂(PNE177，臺(tái)灣長(zhǎng)春)、33.5份的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO日本三光，磷含量14.5％)一起混合均勻并加熱，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，繼續(xù)加熱，145-160℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，降溫至135℃以下加入28份的四溴雙酚A(TBBPA美國(guó)雅寶，溴含量58％)混合均勻，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，135-150℃下反應(yīng)2～4小時(shí)后，然后降溫至130℃以下，加入丁酮(MEK)溶解成固含量為70％的MEK溶液，即得到苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂中溴含量為10％，磷含量為3.0％。
60℃下進(jìn)行玻璃纖維預(yù)浸，冷卻至室溫10分鐘后收卷。預(yù)浸后的纖維放置一個(gè)月后，可以直接退卷，纖維之間不粘連，樹(shù)脂上下含量幾乎未發(fā)生改變，采用該環(huán)氧樹(shù)脂體系的預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝完全滿足要求。
實(shí)施例3
一種預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝，其采用環(huán)氧樹(shù)脂體系浸漬纖維材料，所述環(huán)氧樹(shù)脂體系包括環(huán)氧樹(shù)脂、氣相法納米二氧化硅、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、乙酰丙酮鑭系過(guò)渡金屬絡(luò)合物和硅烷偶聯(lián)劑，其重量比為100:4:60:1:0.5。
所述環(huán)氧樹(shù)脂為苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂，其通過(guò)如下方法制備：
按重量份數(shù)，將100份的苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂(PNE177，臺(tái)灣長(zhǎng)春)、33.5份的9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO日本三光，磷含量14.5％)一起混合均勻并加熱，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，繼續(xù)加熱，145-160℃下反應(yīng)2～4小時(shí)，降溫至135℃以下加入28份的四溴雙酚A(TBBPA美國(guó)雅寶，溴含量58％)混合均勻，加熱至130℃時(shí)加入0.05～0.15份乙基三苯基溴化膦，135-150℃下反應(yīng)2～4小時(shí)后，然后降溫至130℃以下，加入丁酮(MEK)溶解成固含量為70％的MEK溶液，即得到苯酚甲醛型含磷和溴的環(huán)氧樹(shù)脂。該樹(shù)脂中溴含量為10％，磷含量為3.0％。
60℃下進(jìn)行玻璃纖維預(yù)浸，冷卻至室溫10分鐘后收卷。預(yù)浸后的纖維放置一個(gè)月后，可以直接退卷，纖維之間不粘連，樹(shù)脂上下含量幾乎未發(fā)生改變，采用該環(huán)氧樹(shù)脂體系的預(yù)浸濕法纖維纏繞工藝完全滿足要求。