【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及碳纖維強化樹脂，具體涉及一種利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、傳統(tǒng)船舶用螺旋槳葉片通常采用鎳鋁青銅合金等金屬材料鑄造成型。輕量的螺旋槳可以顯著的降低轉(zhuǎn)動慣量，實現(xiàn)轉(zhuǎn)動軸系的輕量化。同時輕量化可以實現(xiàn)螺旋槳的大型化，從而提高螺旋槳的性能。使用材料的疲勞強度對于螺旋槳的可靠性有著極高的影響。螺旋槳因為其高速轉(zhuǎn)動，對于材料的震動特性也有著很高的要求。因為螺旋槳長時間在高速高負(fù)荷轉(zhuǎn)動狀態(tài)，對螺旋槳結(jié)構(gòu)的設(shè)計自由度以及材料本身的可設(shè)計性有著很高的要求。
2、目前通過使用碳纖維強化樹脂（cfrp）來制造螺旋槳，相較傳統(tǒng)金屬螺旋槳，可以實現(xiàn)螺旋槳的輕量化，高強度，低振動，耐疲勞等特征。在制備螺旋槳過程中時，采用的都為連續(xù)的碳纖維強化樹脂，然而對于非連續(xù)的碳纖維強化樹脂作為制造螺旋槳的原料，目前還沒有研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法和應(yīng)用，采用本專利技術(shù)的方法，利用短切碳纖維強化樹脂作為制造螺旋槳的原料，通過使用與連續(xù)纖維制品相同予浸帶，在保留短切纖維的流動性從而降低復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型缺陷的同時，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能。
2、第一方面，本專利技術(shù)在可選的實施方式中提供了一種利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，包括以下步驟：將碳纖維予浸帶破碎成長度為20-40mm的碳纖維短切帶，然后進(jìn)行熱壓成型，得到螺旋槳；
3、其中，所述碳纖維予浸帶的厚度為0.05-0
4、在本專利技術(shù)中，相較于傳統(tǒng)連續(xù)碳纖維強化樹脂，對碳纖維予浸帶的厚度有著嚴(yán)格的要求，需滿足碳纖維予浸帶的厚度在0.05-0.10mm之間，傳統(tǒng)碳纖維預(yù)浸帶厚度約在0.15mm以上，預(yù)浸帶過厚會導(dǎo)致成型時內(nèi)部纖維流動產(chǎn)生較大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，從而影響螺旋槳力學(xué)性能。反而如果碳纖維予浸帶過薄，會導(dǎo)致纖維展纖不均勻，并帶來過高的成本。
5、優(yōu)選的，所述碳纖維短切帶的長度為20-30mm。所述碳纖維短切帶的寬帶為5-10mm。所述碳纖維短切帶的長寬比大于等于2。
6、在本專利技術(shù)中，通過控制碳纖維短切帶的長度、寬度和長寬比，可以實現(xiàn)成型效率和力學(xué)性能的相對平衡。由于短切碳纖維強化樹脂對纖維的連續(xù)性沒有要求，通過使用生產(chǎn)剩余的碳纖維予浸帶，可以實現(xiàn)碳纖維材料的回收再利用，大幅度降低生產(chǎn)成本。利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳，可以實現(xiàn)螺旋槳葉片幾何的高精度復(fù)雜設(shè)計，提高螺旋槳負(fù)荷，減輕空穴效應(yīng)。
7、更進(jìn)一步的，所述碳纖維予浸帶由基體和碳纖維組成；其中，所述碳纖維占碳纖維予浸帶重量的50-70%。所述基體選自熱固性環(huán)氧樹脂或熱塑性環(huán)氧樹脂中的一種。所述基體為熱固性環(huán)氧樹脂時，所述熱壓成型的溫度為120-155℃，壓力為3-5mpa，時間為20-40分鐘。所述基體為熱塑性環(huán)氧樹脂時，所述熱壓成型的溫度為220-300℃，壓力為8-10mpa，時間為1-3分鐘。
8、在本專利技術(shù)中，熱壓成型的參數(shù)需要根據(jù)碳纖維予浸帶基體的材料來決定。碳纖維予浸帶可以選擇全新的碳纖維予浸帶或者生產(chǎn)剩余的碳纖維予浸帶。
9、優(yōu)選的，在所述熱壓成型步驟后，還包括降溫處理。
10、在本專利技術(shù)中，降溫處理的方式包括但不限于風(fēng)冷、空冷或液冷等，只要能夠?qū)⒙菪龢鋮s至室溫的方法即可。破碎的方法包括但不限于剪碎、切割等，只要能將碳纖維予浸帶破碎成20-40mm的碳纖維短切帶即可。
11、本專利技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果之一：
12、1.本專利技術(shù)通過利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳，可以在保留短切纖維優(yōu)勢的同時，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能；
13、2.通過對短切碳纖維強化樹脂進(jìn)行熱壓成型，可以實現(xiàn)相對于連續(xù)碳纖維強化樹脂更快的成型時間和更低的制造成本；
14、3.利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳，可以實現(xiàn)螺旋槳葉片幾何的高精度復(fù)雜設(shè)計，提高螺旋槳負(fù)荷，減輕空穴效應(yīng)；
15、4.由于短切碳纖維強化樹脂對纖維的連續(xù)性沒有要求，通過使用生產(chǎn)剩余的碳纖維予浸帶，可以實現(xiàn)碳纖維材料的回收再利用，大幅度降低生產(chǎn)成本。
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1.一種利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的長度為20-30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的寬帶為5-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的長寬比大于等于2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維予浸帶由基體和碳纖維組成；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述基體選自熱固性環(huán)氧樹脂或熱塑性尼龍6樹脂中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述基體為熱固性環(huán)氧樹脂時，所述熱壓成型的溫度為120-155℃，壓力為3-5MPa，時間為20-40分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，在所述熱壓成型步驟后，還包括降溫處理。
10.一種權(quán)利要求1-9任一項所述利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法在制備船舶用螺旋槳葉片中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的長度為20-30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的寬帶為5-10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維短切帶的長寬比大于等于2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述碳纖維予浸帶由基體和碳纖維組成；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用短切碳纖維強化樹脂制備螺旋槳的方法，其特征在于，所述基體選...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：萬熠，虞朝旭，陳靜，張凱，高霞，張程勇，賀嘉麒，祝小利，江君波，
申請(專利權(quán))人：中創(chuàng)海洋科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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