[發(fā)明專利]一種纖維增強PBT復合材料的樹脂膜熔融浸漬成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210022427.2
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102555234A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟書香;黃再滿;陳淳;邱桂杰;杜微
• 申請（專利權(quán)）人: 中材科技風電葉片股份有限公司
• 主分類號: B29C70/36
• 分類號: B29C70/36
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體講是涉及一種纖維增強PBT復合材料的樹脂膜熔融浸漬成型方法。

背景技術(shù)

與熱固性復合材料相比，熱塑性復合材料具有環(huán)境友好、加工周期短和可回收等明顯優(yōu)勢，并且可具有更好的綜合性能，如：重量輕、抗沖擊性能好、損傷容限高、比強度和比剛度高、可多次成型、可補塑及可焊接等特點。隨著新技術(shù)的發(fā)展，熱塑性復合材料的性能不斷優(yōu)化和提升，應用領(lǐng)域不斷拓展。在眾多的熱塑性樹脂基體中，聚對苯二甲酸丁二醇酯（簡稱：PBT）是一種綜合性能優(yōu)異的工程塑料，PBT具有較高的機械強度、突出的耐化學試劑性、耐熱性和優(yōu)良的電性能，因此PBT及其復合材料被廣泛應用于電子、電氣、汽車、家用電器等領(lǐng)域。纖維增強PBT復合材料具有良好的應用前景，有望應用到大型構(gòu)件的制造中，如風能領(lǐng)域的風電葉片。

由于熱塑性樹脂通常粘性太高，其熔融粘度是熱固性樹脂的許多倍，因此熱塑性復合材料制件主要采用熱壓成型、真空模壓成型、纏繞成型、輥壓成型、拉擠成型、真空袋模壓成型等成型工藝制備。這些成型工藝大多用到熱塑性預浸帶，成型溫度和成型壓力較高，能耗較大，對模具設(shè)備的要求較苛刻，因此生產(chǎn)成本較高，尤其是在大型構(gòu)件的規(guī)模化制造中受到限制。

環(huán)形對苯二甲酸丁二醇酯（Cyclic?butylenes?terephthalate，簡稱CBT）為不同低分子量環(huán)狀齊聚物的混合物，它是以PBT為原料，用催化劑在溶液中將PBT裂解為短鏈的齊聚物，并閉合成環(huán)狀得到的。CBT的特點是在加熱的情況下，會變的像水一樣，粘度很低，若加入催化劑即可在適當?shù)臏囟认麻_環(huán)聚合成線性PBT，是通用PBT樹脂分子量的兩倍，并且在聚合過程中無反應熱釋放。CBT樹脂的上述特點為纖維增強熱塑性PBT復合材料的成型工藝提供了新的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種無需制備預浸帶、可在低于PBT的熔融溫度下成型、簡單易行、效率高和可成型大型構(gòu)件的纖維增強PBT復合材料的樹脂膜熔融浸漬成型方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種纖維增強PBT復合材料的樹脂膜熔融浸漬成型方法，包括步驟如下：?

1）加工成型CBT樹脂膜；

2）在模具上依次鋪放第一層脫模布、由步驟1）成型的CBT樹脂膜和纖維增強材料鋪覆的浸漬層以及第二層脫模布；其中，浸漬層中的CBT樹脂膜與纖維增強材料的鋪放形式為順序鋪放或交替夾層鋪放中任一種；

3）在真空條件下將步驟2）得到的組件加熱到180～225℃并保溫5min～6h，使得CBT樹脂膜中的CBT樹脂熔融且浸漬所述纖維增強材料，同時CBT樹脂聚合為高分子量的PBT，經(jīng)冷卻降溫得到所述纖維增強PBT復合材料。

上述步驟1）中，CBT樹脂膜的加工方法具體操作為：先取CBT樹脂在150～225℃溫度下加熱熔融后，加入占CBT樹脂質(zhì)量0%～5%的錫類催化劑，充分攪拌均勻成CBT樹脂膠液且即刻將該樹脂膠液澆注于預先鋪設(shè)好的增強材料上；在所述加熱熔融的溫度下，用流延法或刮膜法使所述CBT樹脂膠液浸透該增強材料并在其上形成一層樹脂膜，然后立即降溫冷卻至110℃后形成所述CBT樹脂膜，其厚度為15～700μm。

所用的CBT樹脂的結(jié)構(gòu)式為：

其中m=2～10。

本發(fā)明所用的CBT樹脂，可選用型號為CBT100、CBT160或CBT200中任一種。

在CBT樹脂膜加工成型過程中，如果用流延法，其具體操作為：將含有催化劑的CBT樹脂膠液在180～225℃溫度時澆注于相同溫度的增強材料上，保持該澆注溫度使其自動流延成膜；如果用刮膜法，其具體操作為：將含有催化劑的CBT樹脂膠液在150～180℃溫度時澆注于相同溫度的增強材料上，人工或機械刮平成膜。

所用的增強材料為玻璃布、玻璃纖維氈或碳纖維布中任一種；所用的錫類催化劑為氯代單丁基錫酸、單丁基三異辛酸錫或二丁基二月桂酸錫中任一種。

上述步驟2）中，所用的纖維增強材料可以是玻璃纖維布或碳纖維布中任一種，也可以將兩種纖維布復合使用。

上述步驟3）中，真空條件加熱的具體操作為:

首先，在步驟2）浸漬層的周邊至少一側(cè)布放真空管路；真空管路的內(nèi)管口位于浸漬層邊緣70~100mm處，在真空管路與浸漬層邊緣之間設(shè)置透氣材料，透氣材料一端覆蓋真空管路的內(nèi)管口，另一端隔著第二層脫模布與所述浸漬層的邊緣搭接；