[發明專利]一種皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料及其制備方法有效

申請號：	202010156987.1	申請日：	2020-03-09
公開（公告）號：	CN111421921B	公開（公告）日：	2021-11-30
發明（設計）人：	許躍;劉文;杜齊	申請（專利權）人：	中國制漿造紙研究院有限公司
主分類號：	B32B27/02	分類號：	B32B27/02;B32B27/12;B32B27/20;B32B27/36;B32B27/28;B32B9/00;B32B9/04;B32B5/26;B32B33/00;B32B37/02;B32B37/06;B32B37/10;B32B38/00;D21H13/14
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摘要：
搜索關鍵詞：	種皮纖維碳纖維塑性復合材料及其制備方法
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【說明書】：

本發明涉及制漿造紙技術領域，提供了一種皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料及其制備方法，本發明提供的制備方法以皮芯纖維和碳纖維為原料，在制備過程中，皮芯纖維的皮層熔化，將皮芯纖維和碳纖維充分粘結，替代傳統方法中的預浸料，有效提高了制備得到的皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料的力學性能。與傳統方法相比，本發明提供的方法省去了預浸料的步驟，方法更加簡單，更加環保。

技術領域

本發明涉及制漿造紙技術領域，尤其涉及一種皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料及其制備方法。

背景技術

碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP)以有機高分子材料為基體、碳纖維為增強材料，通過復合工藝制備而成。作為一種先進的復合材料，CFRP以其優異的輕質高強性能和耐疲勞、耐腐蝕、耐高溫、易加工成型等特性，被廣泛地用于航空航天、交通運輸、結構加固工程以及休閑用品等領域。今后隨著CFRP制作方法效率的提高和制作成本的下降，其市場需求將不斷擴大，應用領域將不斷擴寬。

依據所用基體樹脂的不同，CFRP分為熱固性樹脂復合材料和熱塑性樹脂復合材料兩大類，其中熱塑性樹脂復合材料具有更廣泛的應用。熱塑性樹脂復合材料的樹脂基體一般為聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(PEI)、聚苯硫醚(PPS)和聚醚醚酮(PEEK)等。由于熱塑性樹脂基體的熔體粘度一般都超過100Pa·s，很難使碳纖維獲得良好的浸漬，進而影響制備得到的熱塑性樹脂復合材料的力學性能。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料及其制備方法，本發明提供的皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料的彎曲強度可達250MPa，拉伸強度為可達150MPa，缺口沖擊韌性可達80kJ/m²。

本發明提供了一種皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將皮芯纖維、碳纖維、消泡劑和水混合后進行分散處理，得到漿料；所述皮芯纖維的皮層熔點為90～130℃；

(2)將所得漿料依次進行脫水成形、壓榨、干燥、卷取和分切，得到模壓原片；

(3)將若干模壓原片疊放在一起后，依次進行模壓、預熱、保溫保壓和冷卻，得到皮芯纖維/碳纖維熱塑性復合材料；

所述若干模壓原片的張數為1～50張。

優選的，所述步驟(1)中皮芯纖維和碳纖維的質量比為50～95:5～15；所述消泡劑的質量為漿料絕干漿質量的0.1～1.5％。

優選的，所述步驟(1)中漿料的上網濃度為0.01～0.1wt％。

優選的，所述步驟(1)中皮芯纖維為復合聚酯纖維和/或ES纖維；

所述ES纖維的皮層為聚乙烯，芯層為聚丙烯和/或聚酯。

優選的，所述步驟(1)中皮芯纖維的長度為1～20mm；碳纖維的長度為3～15mm。