[發(fā)明專利]一種樹脂差異分布的預(yù)浸料制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710175272.9
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106893126A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁出;單瑞俊;李國明;呂偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇恒神股份有限公司
• 主分類號: C08J5/24
• 分類號: C08J5/24;C08L101/00;C08L81/06;C08K7/06
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 郭俊玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種樹脂差異分布的預(yù)浸料制備方法。

背景技術(shù)

纖維/樹脂基復(fù)合材料具有高比強度、高比模量、耐腐蝕、耐燒蝕、抗疲勞和尺寸穩(wěn)定等一系列優(yōu)異性能，已經(jīng)軌道交通、體育休閑領(lǐng)域以及航空、航天結(jié)構(gòu)件中得到廣泛的應(yīng)用；預(yù)浸料是基體樹脂與增強材料結(jié)合形成的復(fù)合材料中間狀態(tài)產(chǎn)品，通過一定的鋪層工藝和固化工藝形成一定結(jié)構(gòu)形狀、力學(xué)性能的復(fù)合材料。

預(yù)浸料在手工或自動設(shè)備鋪貼中，預(yù)浸料的操作工藝性好壞很大程度的影響了制件制造的效率，甚至?xí)绊懙阶罱K的產(chǎn)品質(zhì)量；粘性是預(yù)浸料操作工藝性的重要參考依據(jù)，直接影響了預(yù)浸料的鋪貼工藝性，不同的鋪層方式及模具形狀對預(yù)浸料的粘性要求不一樣，最佳的狀態(tài)是：既能與模具的隨型性好同時能將鋪貼好的預(yù)浸料進行分離。一種樹脂配方可能會應(yīng)用到多種應(yīng)用環(huán)境，為了適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境，通常會調(diào)整樹脂配方來改變預(yù)浸料的粘性，但這樣的操作工藝缺點在于：一方面降低了材料的應(yīng)用范圍；另一方面增加了資金的投入及延長材料開發(fā)的時間周期。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種樹脂差異分布的預(yù)浸料制備方法，在不改變原體系樹脂配方的條件下，通過調(diào)節(jié)預(yù)浸料生成工藝進行粘性調(diào)整，能制備出滿足不同應(yīng)用環(huán)境要求的預(yù)浸料，可以擴大材料應(yīng)用范圍并節(jié)約材料研發(fā)成本。

本發(fā)明所述的一種樹脂差異分布的預(yù)浸料制備方法，其步驟為：

（1）將增韌劑粉末與基體樹脂經(jīng)過充分混合后放置在涂膠機中，分別制成含不同樹脂克重的上膠膜及下膠膜；

（2）將步驟（1）得到的上膠膜和下膠膜分別通過紅外線儀檢測其厚度或面密度，然后分別通過冷卻板降低其溫度；

（3）將步驟（2）得到的上膠膜和下膠膜從預(yù)浸料機的上、下膠膜輥中引出，并分別與增強體的上下表面復(fù)合，然后通過熱壓輥，在熱壓輥的壓力下使上、下膠膜的樹脂基體熔融并分別對應(yīng)浸漬到增強體中，得到上下表面粘性不同的預(yù)浸料；

（4）將步驟（3）得到的預(yù)浸料冷卻降溫后，對其進行切邊，并在其上下表面分別覆上PE膜或離型紙，然后將所述預(yù)浸料收卷。

其中，所述增強體材料可為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維的任意一種或一種以上的組合物，所述增韌劑粉末為基體樹脂質(zhì)量的5-30%。

進一步改進，步驟（1）中所述上膠膜的面密度（即樹脂克重）為40-50gsm，所述下膠膜的面密度（即樹脂克重）為20-30gsm。

由于基體樹脂都是單一組分，成分包含了樹脂及固化劑或催化劑，體系中化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)無時不刻地進行著，增加樹脂受熱史，樹脂反應(yīng)程度提高，預(yù)浸料粘性下降，減少樹脂受熱史，預(yù)浸料粘性提高。

目前預(yù)浸料生產(chǎn)大都是采用熔融法，通常包括涂膜和含浸兩道工序，這種方法的好處：1）操作環(huán)境得到改善；2）樹脂含量能得到很好的控制；3）預(yù)浸料的揮發(fā)份能進一步降低。

由于預(yù)浸料的粘性主要是通過樹脂成分提供，樹脂在纖維層表面分布多少，直接影響到預(yù)浸料表面的粘性，進而影響到后續(xù)預(yù)浸料鋪層的工藝性，不同鋪貼面對粘性的需求不同，本發(fā)明通過涂膠機在步驟（1）所述的涂膜過程當(dāng)中，不改變原體系基體樹脂配方，通過調(diào)節(jié)上、下膠膜的克重，生產(chǎn)上、下不同樹脂克重的膠膜，通過含浸工藝得到上下表面不同粘性的預(yù)浸料，可將粘性大的一面直接鋪貼在曲率較大的模具表面，避免發(fā)生預(yù)浸料與模具剝離而無法進行鋪貼，同時減少輔助加熱設(shè)備的投入，提高預(yù)浸料鋪貼的工作效率。

進一步改進，所述步驟（3）中熱壓輥的溫度為60～110℃。

進一步改進，所述步驟（3）中所述的熱壓輥之間的間距為0.08mm-0.25mm。

預(yù)浸料機的熱壓輥壓力作用的大小影響樹脂往纖維內(nèi)部滲透多少，調(diào)節(jié)輥之間距離，可以控制受熱后的樹脂受壓力作用下向纖維內(nèi)流動的程度，造成預(yù)浸料表面樹脂多少不同，進而影響預(yù)浸料表面粘性的大小。

進一步改進，所述增韌劑粉末至少包括交聯(lián)丁腈橡膠、聚醚砜、聚醚醚酮、核殼橡膠、聚酰亞胺、聚酰胺中的一種。

高性能預(yù)浸料通常韌性有一定的要求，為了滿足樹脂體系的耐熱性，熱塑性增韌劑是首選，以上熱塑性增韌劑屬于熱熔型且熱熔粘度很大，一旦增韌劑在樹脂基體中溶解，體系的粘度上漲很高，不利于后續(xù)的預(yù)浸料生產(chǎn)。本發(fā)明解決的另一技術(shù)問題是提供樹脂混合方式改進對預(yù)浸料粘性的調(diào)整。

進一步改進，所述增韌劑粉末以粉末分散狀態(tài)或熔融分散狀態(tài)或分布在基體樹脂中。

進一步改進，所述增韌劑粉末以粉末分散和熔融分散狀態(tài)分布在樹脂基體中，所述粉末分散和所述熔融分散的比例為0.2～5:1～5。