碳纤维行业150页深度研究报告：高端制造业换装首选材料(24)

液体成型工艺在航天结构中也得到了应用，如美国 Lockheed Martin（洛克希德·马丁）公司用液体成型工艺制造出 UGM－133A 三叉戟－2 弹道导弹结构件，使原 来的 61 个部件减少到了 1 个，大大降低了制造成本；Hercules 公司使用玻璃纤维与 碳纤维混编的预制体制造导弹机翼等部件，其成本仅为连续纤维缠绕工艺的 30%左 右。我国航天材料及工艺研究所已将此工艺应用于帽形件、筒体、电缆罩和天线罩 等部件的加工，采用 VARI 工艺制备了满足要求的大型复合材料贮运发射箱。
快速固化成型技术方面，快速固化成型的关键技术是指树脂体系在室温下有一 定储存稳定性，当升高至特定温度时快速反应固化，温度越高固化速率越快，一般 固化时间不足 20min，最快约 2min 可实现固化。采用快速固化成型复合材料技术在 降低成本和提高效率方面已达成共识，世界上几家大的复合材料制造厂商都分别发 展了各自的快速固化预浸料体系，主要有美国 Hexcel 公司的 M77 可实现 150℃下 2min 固化，固瑞特公司的 VelinoxTM100 可实现 130℃下 10min 固化，日本 Toray 公 司的 P3831C 可实现 150℃下 10min 固化。2021 年 5 月 10 日，日本三菱化学公司宣 布开发出 60s 快速固化碳纤维预浸料产品，并已正式开始销售。
考虑到预浸料需要冷藏运输，具有潜伏性的快速固化环氧树脂体系也逐步成为 趋势。环氧树脂固化剂同样有很多种类，按照与树脂混合后，在常温常态下的储存 稳定性可以分为两种：普通固化剂和潜伏性固化剂。普通固化剂主要包括：咪唑类、 硫醇类、脂肪族多胺和脂环族多胺等。其室温下就可以固化环氧树脂，因此在使用 之前必须与环氧树脂分开储存，并且在配制时因为流动性差，非常容易发生混合不 均匀的现象。而潜伏性固化剂则能有效解决以上问题。潜伏性固化剂在常温常态下 保持与环氧树脂体系的反应惰性，当达到特定条件时，才会大规模地引发环氧基团 反应，因此，其与环氧树脂混合体系具有较长的储存期。
在产品应用方面，快速固化预浸料主要应用于汽车、体育、通用航空等领域，尤 其是适于汽车制造领域。快速固化预浸料/复合材料正得到快速推广应用。如 HEXCEL 的快速固化复合材料体系正在汽车和体育用品领域大规模推广应用，GURIT 快速固 化预浸料/复合材料产品已经应用于汽车引擎盖、前后保险杠等，日本三菱人造丝公 司的碳纤维快速固化预浸料 R02 用于生产斯巴鲁翼豹（impreza）汽车的引擎盖，使 用后比原来钢制引擎盖轻 63%，减质量 9.2kg；东邦公司与丰田（TOYOTA）汽车公司 合作，使用其 10min 内快速固化碳纤维预浸料生产 LEA 跑车。其他掌握快速固化预 浸料技术的企业如三菱也都把快速固化预浸料技术应用于汽车作为一项重要的研发 推广内容，充分认识到该技术将对复合材料在汽车等工业领域中发挥重要作用，正 在积极推广应用。