[發(fā)明專利]一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法

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• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN110126307A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙仙鶴;趙晨光;王榮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江宏遠(yuǎn)新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/52
• 分類號(hào): B29C70/52;B29C70/54
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

本發(fā)明公開了一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法，包括纖維和熱塑性樹脂，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法包括以下步驟：步驟(1)纖維在成束前噴涂上漿料和藕聯(lián)劑；步驟(2)對纖維進(jìn)行初步預(yù)熱和預(yù)分散處理；步驟(3)將熱塑性樹脂在擠出機(jī)中塑化、除氣并擠到浸潤模具里，纖維經(jīng)過步驟(2)后依次通過浸潤模具、出絲板和拉擠模頭,再經(jīng)冷卻裝置進(jìn)行冷卻，擠出機(jī)出口的壓力和浸潤模具內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定；采用上述技術(shù)方案，由于所述相鄰的張力桿高度距離與水平距離比系數(shù)為0.15?0.2，所述步驟(4)中的擠出機(jī)內(nèi)設(shè)置有感應(yīng)器，使得纖維與熱塑性樹脂能夠更好的結(jié)合，提高復(fù)合絲的強(qiáng)度與韌性，提高復(fù)合絲的質(zhì)量與性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂符合材料領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法。

背景技術(shù)

連續(xù)纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料的基體樹脂可以分為熱固性和熱塑性樹脂；最常用的熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂，它與碳纖維和玻璃纖維有很好的浸潤效果，所以連續(xù)纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料已在航天，航空，國防，汽車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

連續(xù)纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡單，技術(shù)要求低，可以大量地生產(chǎn)；熱塑性樹脂復(fù)合材料具有較好的斷裂韌性，耐化學(xué)腐蝕，不容易吸水，損傷后容易修補(bǔ)，可重復(fù)加工，不產(chǎn)生廢料污染環(huán)境；高性能的熱塑性樹脂復(fù)合材料有較高的熔點(diǎn)，較高的使用溫度，比如聚醚醚酮的熔點(diǎn)溫度高達(dá)343℃,纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料可在300℃下使用，其綜合性能遠(yuǎn)超過熱固性樹脂復(fù)合材料；特別是連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的聚醚醚酮復(fù)合材料的性能十分優(yōu)越:拉伸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度都超過二千兆帕，可以在三百攝氏度的高溫下使用，極強(qiáng)的抗酸抗堿能力；因此它在航天，航空，國防等領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分可觀。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于聚醚醚酮的熔點(diǎn)溫度高,熔體粘度大,與纖維的浸潤效果不好；專利號(hào)為CN102417600B公開了一種采用懸浮預(yù)浸法制備連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的技術(shù)；此技術(shù)解決了將難溶熱塑性粉末樹脂分散在聚醚砜溶液中形成懸浮液，再用此懸浮液浸漬連續(xù)碳纖維制備成預(yù)浸料；這種工藝表面解決了纖維浸潤的困難，但實(shí)際上是聚醚砜與碳纖維的復(fù)合，聚醚醚酮本身沒有直接聯(lián)結(jié)在碳纖維上，復(fù)合效果不好；專利號(hào)為CN102134372A公開了三維編織碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備工藝；但此工藝只將碳纖維和聚醚醚酮纖維簡單混合，兩者沒有真正的浸潤復(fù)合，而且編織過程中碳纖維極容受到磨損，成本也高；專利號(hào)為CN104262900A報(bào)道了單向連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法。此方法本質(zhì)上與CN102134372A相似，只是將碳纖維和聚醚醚酮纖維絲簡單混合，復(fù)合效果差，其抗彎強(qiáng)度只有八百多兆帕，是先進(jìn)國家的40％左右；連續(xù)纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的缺點(diǎn)包括斷裂韌性差，使用周期較短，抗損傷能力差，不能修補(bǔ)，不能循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種斷裂韌性好、吸水性強(qiáng)、使用周期長、能修補(bǔ)再循環(huán)利用的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法，包括纖維和熱塑性樹脂，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合絲及其制備方法包括以下步驟：

步驟(1)纖維在成束前噴涂上漿料；

步驟(2)對纖維進(jìn)行初步預(yù)熱和預(yù)分散處理；

步驟(3)將熱塑性樹脂在擠出機(jī)中塑化、除氣并擠到浸潤模具里，纖維經(jīng)過步驟(2)后依次通過浸潤模具、出絲板和拉擠模頭,再經(jīng)冷卻裝置進(jìn)行冷卻，然后通過牽引機(jī)牽引混合絲，擠出機(jī)出口的壓力和浸潤模具內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，最終用收卷機(jī)將復(fù)合絲卷成纖維軸。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中的上漿料包括二氯甲烷、聚醚酰亞胺、十二烷基硫酸鈉與蒸餾水，其比例為每1000ml蒸餾水與100ml二氯甲烷與5g聚醚酰亞胺與5g十二烷基硫酸鈉制成。