[發明專利]一種制備高耐候表觀預浸料的方法

在審

• 申請號: 202010111028.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111116952A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張浩;馮俊
• 申請（專利權）人: 青島碳之光新材料科技有限公司
• 主分類號: C08J5/24
• 分類號: C08J5/24;C08L75/04;C08L63/00;C08L61/20;C08L33/04;C08K7/06;C08K7/14;C08L77/00;C08L77/10;C08L33/20
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本發明公開了一種制備高耐候表觀預浸料的方法，屬于高分子材料技術領域，其使用碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、錦綸及腈綸纖維為基礎，以含有聚氨酯、耐候性聚酯或丙烯酸樹脂的樹脂體系為填料，制造的專門用于碳纖維或復合材料制品最外層的高耐候性的復合材料預浸料，該預浸料與傳統復合材料可一同熱壓（熱固或熱塑）成型，具有極佳的耐紫外、耐候及耐化學腐蝕特性，可以貼合于復合材料制品表層，除了可以保留復合材料制品特有的強立體感外，還具有耐磨、耐候、耐化、耐黃變等諸多優勢，且工藝方法較傳統需要多層噴涂的表觀處理工藝可節省大量工時，同時符合市場對于碳纖維制品耐候性能提升的巨大需求。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及一種制備高耐候表觀預浸料的方法。

背景技術

以碳纖維復合材料為主體的高性能復合材料因其高強度、低重量、極佳的性能，在現代工業中被廣泛應用于國民經濟諸多領域中。但是在復合材料產業現有的行業模式下，復合材料制品的表觀處理一般由下游的復合材料制品或零部件企業進行，基本工藝過程有除油、打磨、噴涂及烘干。而上游的預浸料企業將全部的研發和技術實力專注于碳纖維的力學性能和工藝性能上，對于下游的表觀處理從不介入。

這就造成了現實的技術難點在于：（1）目前碳纖維預浸料全部采用環氧-碳纖維體系，而環氧-碳纖維體系具有耐黃變性能差的問題，嚴重影響了碳纖維制品表觀的耐候性。下游企業大量依賴于紫外吸收劑及光穩定劑來解決這個問題，但紫外吸收劑的毒性（強致癌）和有效性（約1年左右就消耗完畢）令制品企業無計可施。這個問題在碳纖維制品需要展現其特有紋理的產品中非常嚴重。（2）碳纖維制品企業的噴涂過程異常困難，因為由于熱固收縮的影響，碳纖維制品表層會有大量的孔洞出現，表觀處理必須大量的填平這樣的孔，而采用噴涂的模式，這種填孔的底漆噴涂需要進行2-3次，差一點的可能進行4-5道，而每道漆都需要經過打磨、除油、噴涂及烘干等工藝，所以工時消耗非常嚴重。每件產品平均消耗工時可以達到12~24小時不等。這既是原材料（底漆）的浪費也是工時的浪費，為制品企業增加了極大的成本。

發明內容

本發明提供一種制備高耐候表觀預浸料的方法，制備的預浸料與傳統復合材料可一同熱壓（熱固或熱塑）成型，具有極佳的耐紫外、耐候及耐化學腐蝕特性，可以貼合于復合材料制品表層，除了可以保留復合材料制品特有的強立體感外，還具有耐磨、耐候、耐化、耐黃變等諸多優勢，且工藝方法較傳統需要多層噴涂的表觀處理工藝可節省大量工時，同時符合市場對于碳纖維制品耐候性能提升的巨大需求。

本發明提供的一種制備高耐候表觀預浸料的方法包括：

步驟（1）：以多種樹脂、填料、助溶劑、消泡劑、潤濕劑及流平劑為原料制備浸涂膠；

步驟（2）：采用涂布的方式將步驟（1）中制備的浸涂膠均勻涂布于復合材料織物表面，使之充分浸潤和滲透至纖維之間

步驟（3）：將步驟（2）中浸潤之后的織物經表干后導入固化爐，進行固化；

步驟（4）：重復循環執行上述步驟（2）和上述步驟（3）2~5次，使復合材料充分浸潤樹脂并固化為預浸料。

可選的，步驟（1）具體為：以水性聚氨酯、環氧樹脂、氨基樹脂、丙烯酸樹脂、消泡劑、高透填料、助溶劑、潤濕劑、流平劑、增稠劑及去離子水等物料中的2種或多種按一定比例混合后加入反應釜中，高速攪拌均勻混合后得到浸涂膠；其中，水性聚氨酯樹脂0.1%~80%，環氧樹脂0%~80%，氨基樹脂0.1%~80%，丙烯酸樹脂0.1%~80%，消泡劑0.05%~3%，高透填料0.1%~15%，助溶劑0.1%~30%，潤濕劑0.1%~5%，流平劑0.1%~5%，增稠劑0.05%~5%，去離子水1%~50%。

可選的，步驟（2）中采用的復合材料織物包括碳纖維、玻璃纖維、芳綸、錦綸或腈綸中的至少一種。

可選的，步驟（3）中進行固化過程中的烘干固化溫度為50℃~250℃，爐內固化時間為0.5~20分鐘，以實現其充分預固化。