[發明專利]在具有增強可模制性的復合材料的前驅體形成過程中對連續碳纖維的改性

有效

• 申請號: 201810945528.4
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109423703B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: H·G·起亞;S·X·趙
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: D01F9/12
• 分類號: D01F9/12;C08J5/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;楊思捷

1.一種生產用于具有增強可模制性的復合材料的連續碳纖維的方法，所述方法包括：

形成包括護套和芯的連續前體纖維，其中所述護套包括第一聚合物材料，并且所述芯包括第二聚合物材料和分布在所述第二聚合物材料內的多個離散區域，其中所述多個離散區域包括第三聚合物材料，其中在所述連續前體纖維被加熱以進行碳化和石墨化之后，所述連續前體纖維形成連續碳纖維，所述連續碳纖維具有與所述芯中的所述多個離散區域相對應的多個離散弱區域，其中所述連續碳纖維基本上保持完整，直至形成碳纖維復合材料的模制工藝為止，其中所述第三聚合物材料選自由以下組成的組：木質素、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、包括亞微米填料顆粒的聚合物，及其組合，并且所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料是由丙烯腈單體和選自由以下組成的組的第二單體形成的丙烯酸共聚物：丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯酸、乙烯基酯、乙烯基酰胺、乙烯基鹵化物、乙烯基化合物的鹽、磺酸鹽及其組合，其中所述連續前體纖維的所述芯中的第二聚合物材料與第三聚合物材料的比在大于或等于2 且小于或等于 300 的范圍內，并且其中所述多個離散弱區域中的每個相應的離散弱區域具有小于或等于2 英寸的長度。

2.根據權利要求1 所述的方法，其中所述形成包括在第一擠出機中擠出第一聚合物材料以形成所述護套，并在第二擠出機中共擠出所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料以形成所述芯，所述芯具有所述第三聚合物材料分布在所述第二聚合物材料內的多個離散區域。

3.根據權利要求2 所述的方法，其中在所述擠出和所述共擠出之后，所述方法還包括通過噴嘴或噴絲頭引入所述第一聚合物材料、所述第二聚合物材料和所述第三聚合物材料，以形成包括所述護套和所述芯的所述連續前體纖維。

4.根據權利要求1 所述的方法，其中所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料具有相同的組成。

5.根據權利要求1 所述的方法，其中所述多個離散弱區域具有的第一極限拉伸強度比所述連續碳纖維的其余部分具有的第二極限拉伸強度小至少50％。

6.根據權利要求1 所述的方法，其中所述多個離散弱區域中的每個相應的離散弱區域與所述連續碳纖維的所述芯中的相鄰弱區域間隔開大于或等于 0.1 英寸至小于或等于12 英寸的距離。

7.根據權利要求1 所述的方法，其中所述護套具有大于或等于0.5μm 至小于或等于3μm 的平均壁厚，并且所述芯具有大于或等于1 μm至小于或等于7 μm 的平均直徑。