[發(fā)明專利]一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910732561.3
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN110387119B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜振華;王巖;龐金輝;張海博
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L71/10
• 分類號(hào): C08L71/10;C08K9/04;C08K7/14;C08K7/06;C08J5/06;C08J5/08;B29C70/54;B29C70/42
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

1.一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：

(1)將可溶性聚芳醚胺為涂覆原料，對連續(xù)纖維表面進(jìn)行涂覆；再對涂覆的在連續(xù)纖維表面的聚芳醚胺水解，得到表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布；

(2)以不同熔融指數(shù)樹脂流延制備的聚芳醚酮樹脂單層或多層薄膜為基體，以步驟(1)制備的表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布為增強(qiáng)材料，利用熱輥熱壓復(fù)合，制備得到單向聚芳醚酮連續(xù)纖維復(fù)合薄層帶或聚芳醚酮連續(xù)纖維布復(fù)合薄層帶；

(3)將得到的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維復(fù)合薄層帶或聚芳醚酮連續(xù)纖維布復(fù)合薄層帶進(jìn)行纏繞或裁剪-鋪疊成型，纏繞或裁剪-鋪疊成型的層數(shù)為2～100層，從而制得高性能連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：可溶性聚芳醚胺用作界面涂覆劑，結(jié)構(gòu)式如(1)所示，經(jīng)水解后得到具有聚芳醚酮界面粘結(jié)劑的連續(xù)纖維，聚芳醚酮的結(jié)構(gòu)式如(2)所示，

其中，X為

3.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：連續(xù)纖維為碳纖維絲、1k～12k的碳纖維布、玻璃纖維絲或1k～12k的玻璃纖維布的界面涂覆及水解工藝：將可溶性聚芳醚胺溶解在DMF、DMAC 、NMP的一種或幾種復(fù)合溶劑中，得到質(zhì)量濃度0.1～20％的聚芳醚胺溶液；將通過滾筒牽引的連續(xù)纖維浸在30～80℃的該聚芳醚胺溶液中，從而在連續(xù)纖維表面均勻涂覆聚芳醚胺；再在80～200℃下脫除溶劑后將連續(xù)纖維置于20～30℃、0.5～2mol/L的酸性溶液中5～24h或置于密閉的100～300℃的水熱環(huán)境下4～8h，此時(shí)連續(xù)纖維表面的聚芳醚胺水解，得到表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布。

4.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：不同熔融指數(shù)的樹脂分為3種，即80g/10min～50g/10min的高熔融指數(shù)聚芳醚酮樹脂 ，50g/10min～20g/10min的中熔融指數(shù)聚芳醚酮樹脂和20g/10min～10g/10min的低熔融指數(shù)聚芳醚酮樹脂。

5.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：熱輥熱壓復(fù)合是將表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布置于下層，其上依次是不同熔融指數(shù)樹脂制備的聚芳醚酮樹脂單層或多層薄膜；熱復(fù)合時(shí)，熱輥一的溫度為50～220℃，熱輥二溫度為360～400℃，復(fù)合線速度為0.5m/min～10m/min；熱輥一和熱輥二之間壓力為1～30MP a；通過熱復(fù)合使高熔融指數(shù)聚芳醚酮薄膜融化并充分浸潤表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布，同時(shí)使多層薄膜充分融合并與表面具有聚芳醚酮基界面粘結(jié)劑的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維或聚芳醚酮連續(xù)纖維布成為一體，從而得到單向聚芳醚酮連續(xù)纖維復(fù)合薄層帶或聚芳醚酮連續(xù)纖維布復(fù)合薄層帶。

6.如權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：是將得到的單向聚芳醚酮連續(xù)纖維復(fù)合薄層帶進(jìn)行纏繞成型，纏繞時(shí)層間單向纖維的交錯(cuò)角度為0°～180°；或?qū)⒌玫降木鄯济淹B續(xù)纖維布復(fù)合薄層帶進(jìn)行裁剪-鋪疊成型，鋪疊時(shí)碳纖維布徑向纖維層間的交錯(cuò)角度為0～90°；最后采用熱壓成型工藝對纏繞或裁剪-鋪疊的產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步成型，熱壓溫度為360～400℃，熱壓壓力為5～30MPa，熱壓時(shí)間為20～60min，降溫脫模后得到高性能連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料。

7.一種連續(xù)纖維增強(qiáng)聚芳醚酮復(fù)合材料，其特征在于：是由權(quán)利要求1～6任何一項(xiàng)所述的方法制備得到。