1]实施例一
[0032]图1为本发明的螺旋桨叶片的芯模结构示意图，芯模包括芯模主体I以及设置在芯模主体上的结构强化部位2。本发明的螺旋桨叶片的三维立体编织结构即根据图1中的模具结构编织成型。
[0033]如图2所示，一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片，其包括内部的三维立体编织结构以及浸渍固化在所述三维立体编织结构上的树脂层，所述三维立体编织结构包括三维立体编织结构的主体部分3、三维立体编织结构的增强结构部分4以及三维立体编织结构的主体部分3和三维立体编织结构的增强结构部分4之间的高密度纱线缝编结构。
[0034]基于图1中的芯模进行混杂纤维三维立体编织预制体制备，如图2所示，三维立体编织结构的主体部分3采用T700碳纤维与Kevlar49芳纶纤维混杂纱线进行混合编织，三维立体编织结构的增强结构4部位编织纱线选用Kevlar29芳纶纤维与M40碳纤维两种混杂组合。整体三维编织后的螺旋桨叶片长度为2.5m，宽度为0.6m。
[0035]三维编织后的混杂纤维叶片预制体采用环氧树脂胶液为基体原材料，采用VARI真空导入工艺使胶液充分浸渍以上叶片预制体，整个浸渍复合过程的真空度保持在0.08MPa。浸渍树脂后的叶片于80°C固化3.5小时后成型，含胶量保持在36%。
[0036]实施例二
[0037]基于图1中的芯模进行混杂纤维三维立体编织预制体制备，如图2所示，三维立体编织结构的主体部分3采用T300碳纤维与Kevlar29芳纶纤维混杂纱线进行混合编织，三维立体编织结构的增强结构部分4编织纱线选用Kevlar49芳纶纤维与T700碳纤维两种混杂组合。整体三维编织后的螺旋桨叶片长度为5m，宽度为1.2m。
[0038]三维编织后的混杂纤维叶片预制体采用酚醛树脂胶液为基体原材料，采用VARI真空导入工艺使胶液充分浸渍以上叶片预制体，整个浸渍复合过程的真空度保持在0.lMPa?浸渍树脂后的叶片于120°C固化4小时后成型，含胶量保持在40%。
[0039]实施例三
[0040]基于图1中的芯模进行混杂纤维三维立体编织预制体制备，如图2所示，三维立体编织结构的主体部分3采用T700碳纤维与Kevlar49芳纶纤维混杂纱线进行混合编织，三维立体编织结构的增强结构部分4编织纱线可选用Kevlar29芳纶纤维与T800碳纤维两种混杂组合。整体三维编织后的螺旋桨叶片长度为4m，宽度为0.8m。
[0041]三维编织后的混杂纤维叶片预制体采用环氧树脂胶液为基体原材料，采用VARI真空导入工艺使胶液充分浸渍以上叶片预制体，整个浸渍复合过程的真空度保持在0.06MPa?浸渍树脂后的叶片于90°C固化2.5小时后成型，含胶量保持在35%。
[0042]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片，其特征在于:包括内部的三维立体编织结构以及浸渍固化在所述三维立体编织结构上的树脂层，所述三维立体编织结构包括三维立体编织结构的主体部分、三维立体编织结构的增强结构部分以及将这两部分连接起来的高密度纱线缝编结构。
2.一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片的制备方法，包括以下步骤: (1)依据船舶动力要求进行预制体支撑用芯模的设计，包括叶片主体结构和特定强化部位结构的确定； (2)依据芯模结构及强化设计要求，确定高性能纤维的种类以及混杂纤维纱线的关键特性，并进行混杂纤维纱线的制备； (3)采用混杂纤维纱线，运用三维立体编织技术，进行螺旋桨叶片混杂纤维预制体的连续编织成型； (4)以热固性树脂胶液为基体，采用真空导入技术和热固化工艺，对混杂纤维叶片预制体进行树脂浸渍和真空固化处理，得到船用三维立体编织螺旋桨叶片。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述步骤(I)中芯模的长度为l_15m，宽度为 0.3_3m。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述芯模的材质为木质或聚四氟乙烯。
5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述步骤(2)中，混杂纤维纱线由碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维以及玄武岩纤维中的一种或几种制成。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于:所述三维立体编织结构的主体部分采用T700碳纤维与Kevlar49芳纶纤维的混杂纱线进行编织，所述三维立体编织结构的增强结构采用Kevlar29芳纶纤维与M40碳纤维的混杂纱线进行编织。
7.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述步骤(4)中，真空导入的真空度为 0.06-0.1MPa0
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于:所述真空度为0.0SMPa0
9.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述步骤(4)中，热固化过程在大型烘箱中进行，热固化的温度为80-120°C，热固化的时间为3-6小时。
10.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于:所述步骤(4)中制备的螺旋桨叶的含胶量为20-60%。
【专利摘要】本发明公开了一种船舶用三维编织复合材料螺旋桨叶片及其制备方法，依据船舶动力要求进行预制体支撑用芯模的设计，包括叶片主体结构和特定强化部位结构的确定；依据芯模结构及强化设计要求，确定高性能纤维的种类以及混杂纤维纱线的关键特性，并进行混杂纤维纱线的制备；采用混杂纤维纱线，运用三维立体编织技术，进行螺旋桨叶片混杂纤维预制体的连续编织成型；以热固性树脂胶液为基体，采用真空导入技术和热固化工艺，对混杂纤维叶片预制体进行树脂浸渍和真空固化处理，得到船用三维立体编织螺旋桨叶片。多种三维立体编织结构和真空导入与热固化相结合工艺的应用，使螺旋桨叶片的强度得到加强，使叶片的生产效率得到有效提高。
【IPC分类】B63H1-26, B29C70-48, B29C70-54
【公开号】CN104743087
【申请号】CN201510137028
【发明人】朱波, 王宝刚, 曹伟伟, 乔琨
【申请人】北京勤达远致新材料科技股份有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月26日