[發明專利]一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法及制備裝置

在審

• 申請號: 201910768125.1
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110435185A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 武磊
• 申請（專利權）人: 大同新成新材料股份有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;C08L81/06;C08K9/04;C08K7/06;C08J5/06
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 申紹中

1.一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法，其特征在于，所述碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法包括以下步驟：

將碳纖維纏繞在玻璃框上，將所述纏有碳纖維的玻璃框放置于容器中，向容器中加入對氨基苯酚和N-二甲基酰胺，開啟磁力攪拌器，在惰性氣體保護下升溫至75-85℃，之后向容器中加入亞硝酸異戊酯，反應8-10h后，將碳纖維取出，用N-二甲基酰胺和無水乙醇攪洗至清洗液呈無色，真空干燥后，得到羥基修飾碳纖維；

將所述羥基修飾碳纖維加入到無水二甲基亞砜中，惰性氣體保護下加入六氯環三磷腈和三乙胺，在45-55℃溫度條件下反應2.5h，向所述羥基修飾碳纖維中加入三聚氰胺，反應5h，將所述羥基修飾碳纖維去除，用二甲基亞砜和無水乙醇攪洗至清洗液呈透明狀，將碳纖維真空干燥，得到改性碳纖維；

將雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂溶解在N-二甲基酰胺中，得到雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂溶液，將纏繞有所述改性碳纖維的鐵框浸漬在所述雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂溶液中，用玻璃棒碾壓所述改性碳纖維，得到浸潤碳纖維；

將所述浸潤碳纖維烘干后，得到連續碳纖維增強雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂單向帶；

將所述連續碳纖維增強雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂單向帶剪裁成碳纖維預浸片，將多張所述碳纖維預浸片置于模具中，模壓成型后得到所述碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法，其特征在于，所述將碳纖維纏繞在玻璃框上，將所述纏有碳纖維的玻璃框放置于容器中，向容器中加入對氨基苯酚和N-二甲基酰胺，開啟磁力攪拌器，在惰性氣體保護下升溫至75-85℃，之后向容器中加入亞硝酸異戊酯，反應8-10h后，將碳纖維取出，用N-二甲基酰胺和無水乙醇攪洗至清洗液呈無色，真空干燥后，得到羥基修飾碳纖維之前還包括：將碳纖維置于索氏提取器中，用丙酮回流清洗，之后在80-100℃溫度條件下真空干燥處理，得到去上漿劑碳纖維。

3.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法，其特征在于，六氯環三磷和三聚氰胺的摩爾比為9:10。

4.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備方法，其特征在于，所述將所述浸潤碳纖維烘干后，得到連續碳纖維增強雜萘聯苯共聚芳醚砜樹脂單向帶包括：首先100℃溫度條件下烘干2h，120℃溫度條件下烘干2h，150℃溫度條件下烘干2h，180℃溫度條件下烘干2h，280℃溫度條件下烘干2h，抽真空以及240℃溫度條件下烘干4h。

5.一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備裝置，其特征在于，所述裝置用于烘干碳纖維，所述裝置包括：底座（1）和烘干箱（2），所述烘干箱（2）設置于所述底座（1）的頂部，所述烘干箱（2）包括多個烘干單元（21），所述烘干單元（21）的內部設置有烘干架（211），烘干架（211）用于承托碳纖維，所述烘干架（211）的底部設置有加熱器（212），所述底座（1）的內部設置有惰性氣體容置罐（11），所述惰性氣體容置罐（11）通過第一連接管（12）與所述烘干單元（21）的內部相連通，第一連接管（12）上設置有電磁閥（13），所述裝置還設置有抽真空泵（3），所述抽真空泵（3）通過第二連接管（31）與所述烘干單元（21）的內部相連通；

所述裝置還設置有控制器（4）和溫度傳感器（5），所述溫度傳感器（5）用于檢測所述烘干單元（21）內部的溫度，所述加熱器（212）、所述電磁閥（13）以及所述抽真空泵（3）均與所述控制器（4）相連接，所述控制器（4）用于根據所述溫度傳感器（5）檢測的溫度信號控制加熱器（212）的開啟，根據碳纖維是否需要在惰性氣體保護下烘干控制所述電磁閥（13）的開啟，根據碳纖維是否需要在真空狀態下烘干控制所述抽真空泵（3）的開啟。

6.根據權利要求5所述的一種碳纖維增強熱塑性樹脂基復合材料制備裝置，其特征在于，所述烘干架（211）設置為多層。