本發明屬于碳纖維復合材料領域，具體涉及輕質民用無人機用碳纖維預浸料的制備方法。
背景技術：
：民用無人機具有氣候追蹤、災害監控與控制、目標指示以及消防滅火等功能，其技術發展情況成為近些年國際無人機飛行器領域的熱點問題。輕質小型、高空長航和安全可靠等方面是民用無人機的顯著特點。輕質小型，即質量小、體積小、進而使其在相同動力系統條件下，有限的機身空間可以攜帶更多的機載設備和能源。考慮到無人機的機身重量占起飛總重量的三分之一，而對機身的的任何減重途徑都會直接轉化成增加傳感器或有效載荷，并增加無人機的續航時間和飛行高度。而民用無人機的輕質技術則可以通過選擇合適的輕質機身材料和無人機制造工藝兩方面來實現。碳纖維是含碳量在90％以上，同時具有碳素材料的結構特性和纖維材料的形態特征的一種高性能纖維，主要有pan(聚丙烯腈基)碳纖維、瀝青碳纖維和人造絲碳纖維三類。碳纖維預浸料是碳纖維/環氧樹脂的復合材料，其質輕、強度高適于模壓成型，特別適合作為民用無人機輕質機身的材料，但目前碳纖維預浸料的表面平整度、一致性還比較欠缺。目前碳纖維預浸料的生產工藝。主要包括：a)浸膠：碳纖維布在膠槽中上膠，需要膠液充分均勻地浸透碳纖維紗布，達到一定的含膠量，此過程中膠液的濃度和粘度、浸漬的時間、張力和刮膠力度都需要協調配合，有效控制。b)烘干和卷收：浸膠完成后需要經過烘箱將其中多余物質揮發出去，卷收過程中使環氧樹脂半固化，然后卷繞留存，完全固化完成碳纖維預浸料的制備。目前工藝過程中，浸膠方式存在浸膠不均、為了盡量均勻，需要大限度搭載膠液，然后在通過刮膠將多余的膠液去除，一方面含膠量不宜控制，另一方面會產生較大浪費，另外，卷收過程中由于環氧樹脂為半固化，在重力作用下，碳纖維布表面的環氧樹脂會產生形變，導致含膠量不均勻，表面平整度差，最終造成強度不均的問題。技術實現要素：本發明提供了一種輕質民用無人機用碳纖維預浸料的制備方法，用以解決目前工藝方法制備的碳纖維預浸料平整一致性不理想的問題。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：所述一種輕質民用無人機用碳纖維預浸料的制備方法，具體過程為通過傳送帶傳送碳纖維布，傳送過程中首先在碳纖維布表面涂布上膠劑，然后傳送至烘箱烘干，隨后固化卷收。整個過程通過傳送帶傳送可以有效避免因張力及重力引起的碳纖維預浸料的表面平整度差的問題。優選地是，所述上膠劑通過設置在傳送帶上方的噴涂設備涂布在所述碳纖維布上表面。傳統將碳纖維布浸漬在上膠劑中的方式，在浸漬過程中碳纖維布與上膠劑中溶劑大面積長時間接觸，會導致碳纖維布強度下降，而噴涂方式不僅避免了上述問題，并且可以保證表面膠液均勻分布，也無需后續刮膠及膠液回收，節省了工序和原料投入。優選地是，所述碳纖維布在涂布上膠劑經導紗機構和張力控制機構進入偶聯劑噴涂器，在碳纖維布表面噴涂kh560的乙醇溶液。優選地是，所述上膠劑包括如下按重量配比的組分:優選地是，所述上膠劑包括如下按重量配比的組分:優選地是，所述氧化鋁粉料的粒徑為10-30納米。氧化鋁微粉較環氧樹脂質輕，并且氧化鋁具有阻燃作用，添加適量的氧化鋁微粉一方面可以進一步降低碳纖維預浸料的重量，并且可能解決碳纖維預浸料阻燃的問題。并且，采用噴涂方式在碳纖維布表面涂布，可以避免氧化鋁微粉在上膠劑中團聚的問題，噴涂工藝的選擇使得上膠劑中添加氧化鋁微粉具有了實際應用的可能。優選地是，所述溶劑為丙酮，所述上膠劑粘度為100-3000cps,優選400-500cps。優選地是，所述固化劑為脂肪族聚氨酯。它具有優良的耐氣候性能，特別是耐紫外性能，更實用于戶外使用。如拜爾hdi3390，所述促進劑選自2-乙基-4-甲基咪唑、二甲胺基甲基或芐基二甲胺。優選地是，所述偶聯劑為kh570。優選地是，所述紫外線吸收劑選自uv-o(2，4-二羥基二苯甲酮)、uv-p(2-(2ˊ-羥基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑)或uvp-327(2-(2’-羥基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑)。優選地是，所述傳送帶的承載面設有若干凸起。上膠的纖維布在傳送過程中環氧樹脂還未完全固化，與傳送帶通過點接觸而非面接觸，可以有效避免傳送帶與環氧樹脂粘連，造成表面損壞。優選地是，所述傳送帶承載面為若干條彈簧交織形成的網格面。彈簧交織成的網格面，一方面形成自然凸起，實現點接觸，另一方面彈簧有一定的彈性，可以保證碳纖維預浸料的各點受力均勻，保證表面的平整和一致性。優選地是，所述烘箱的烘干溫度為110-130℃，烘干時間為30分鐘。本發明提供的技術方案，通過傳送帶傳送碳纖維布結合噴涂上膠的方式，避免了上膠劑的過量使用和損失，因重力原因導致的未完全固化環氧樹脂表面形變的問題，制備獲得的碳纖維預浸料表面一致性高，質輕，強度高，特別適合于輕質民用無人機的殼體，具有廣闊的市場前景。具體實施方式為了便于理解，下面結合實施例闡述輕質民用無人機用碳纖維預浸料的制備方法，應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。實施例1上膠劑的制備所述上膠劑包括如下按重量配比的組分:其中環氧樹脂為afg-90高溫環氧樹脂，所述固化劑為hdi3390，所述促進劑為2-乙基-4-甲基咪唑，所述偶聯劑為kh570，所述紫外線吸收劑為uv-o，所述氧化鋁粉料的粒徑為30納米，所述溶劑為丙酮，將上述組分稱重混合均勻獲得上膠劑a，備用，粘度為500cps。實施例2上膠劑的制備所述上膠劑包括如下按重量配比的組分:其中環氧樹脂為afg-90高溫環氧樹脂，所述固化劑為聚氨酯hdi3391聚所述促進劑為芐基二甲胺，所述偶聯劑為kh570，所述紫外線吸收劑為uv-p，所述氧化鋁粉料的粒徑為10納米，所述溶劑為丙酮，將上述組分稱重混合均勻獲得上膠劑b，備用，粘度為400cps。對比例1與實施例1的區別在于，其中氧化鋁微粉換為等量的環氧樹脂，其他組分按上述比例調整，制備獲得上膠劑c。實施例3輕質民用無人機用碳纖維預浸料的制備首先，碳纖維布由導紗機構和張力控制機構進入偶聯劑噴涂器，偶聯劑噴涂器中裝有高壓噴頭噴涂霧狀kh560溶劑，用95％濃度的乙醇將kh560配制成1-3％的溶液。然后，碳纖維布從偶聯劑噴涂器出來后，通過傳送帶進一步傳送，傳送帶上方設有噴涂設備，所述噴涂設備中裝有實施例1、實施例2或對比例1制備的上膠劑，所述上膠劑經高壓噴頭噴撒在下方傳送中的碳纖維布上，上膠劑在重力作用下均勻的慢慢滲透到碳纖維布中。其中，所述傳送帶承載面為若干條彈簧交織形成的網格面。接著，上膠后的碳纖維隨傳送帶進入烘箱中烘干，烘干溫度為110-130℃，烘干時間為30分鐘，從烘箱出來后，隨傳送帶前行，并進一步固化，在此過程中，由于傳送帶的托舉，碳纖維預浸料不會因重力發生形變，最后進行收卷。對比例2與實施例3的區別在于，采用實施例1制備的上膠劑a,上膠方式為傳統的膠槽浸膠的方式涂布，并且碳纖維布全程通過張力機構牽引，浸膠后烘干固化過程均處于懸浮狀態。實施例4效果實驗1)實施例3中采用上膠劑a、上膠劑b和上膠劑c制備的碳纖維預浸料單位面積的重量依次為303g/m2、300g/m2和313g/m2可以發現添加了氧化鋁微粉的上膠劑可以降低單位面積質量。2)實施例3中采用上膠劑a、上膠劑b和上膠劑c制備的碳纖維預浸料制成3mm層壓板，制樣尺寸：125mm*13mm，試驗方法按照gb5169進行測試，分別為：v0、v0、v1級。3)實施例3中采用上膠劑a制備的碳纖維預浸料及對比例2制備的碳纖維預浸料的表面平整度，和強度如下表所示：項目對比例2實施例3抗張強度mpa14001700平整度1mm厚1m2板材翹區2cm0以上對比實驗可以發現，本發明提供的技術方案，可以獲得具有阻燃效果、質量更輕，且強度更好，表面一致性高的碳纖維預浸料，作為輕質民用無人機的材料綜合性能優良，效果特別理想。當前第1頁12