[發(fā)明專利]一種提高芳綸復(fù)合芯耐濕熱抗老化性能的方法

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• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111923448A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余木火;孔海娟;劉勝春;曹元智;徐前;王景朝;陳海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 福建創(chuàng)立佳科技有限公司;東華大學(xué);上海工程技術(shù)大學(xué);中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: B29C70/52
• 分類號: B29C70/52;B29C70/54;B29K277/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開了屬于復(fù)合材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域的一種提高芳綸復(fù)合芯耐濕熱抗老化性能的方法。將芳綸纖維通過牽引機(jī)牽引，依次通過樹脂膠槽，預(yù)成型器和前加熱成型模具，對其進(jìn)行拉擠固化成型；然后采用環(huán)繞噴淋涂覆的方式，涂覆耐水解層材料，經(jīng)后加熱成型模具加熱得到所述復(fù)合芯。所述芳綸復(fù)合芯具有出色的耐高溫性、自潤滑性、耐水解性、耐磨性能、絕緣性、機(jī)械性能、耐腐蝕性能，賦予復(fù)合芯優(yōu)異的優(yōu)異的耐高溫性能，長期使用溫度高達(dá)260℃，熱變形溫度為160℃，短期工作溫度達(dá)300℃，在此溫度下仍然保持有較高的彈性模量和拉伸強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高芳綸復(fù)合芯耐濕熱抗老化性能的方法。

背景技術(shù)

芳綸纖維一種有機(jī)纖維，是繼碳纖維之后的第二代高性能復(fù)合材料增強(qiáng)體。其自身具備多種優(yōu)異的性能：縱向拉伸強(qiáng)度和模量較高、密度低、耐熱性能和抗化學(xué)介質(zhì)腐燭性強(qiáng)，除此之外，芳綸纖維還具有相比金屬和碳纖維更加優(yōu)異的介電性能，因此，芳綸纖維也有“全能纖維”之稱。最初其主要目的是用來制備防彈制品，隨著對其性能的不斷完善，逐漸與聚合物樹脂、陶瓷和金屬復(fù)合在一起形成了如今在各個領(lǐng)域廣泛使用的新一代高性能復(fù)合材料。至今，在空天領(lǐng)域、汽車輪胎、防彈衣、防彈裝甲車、電子電器以及高端體育制品等領(lǐng)域已經(jīng)慢慢取代了多種傳統(tǒng)的材料，成為了一種不可或缺的結(jié)構(gòu)性材。由于各領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿囊笤絹碓杰骺蹋季]增強(qiáng)高性能復(fù)合材料將在社會進(jìn)步和科技發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用。

在實際應(yīng)用中，由于其自身的一些缺陷，大大限制了其使用的領(lǐng)域及其在高性能復(fù)合材料市場所占的比例。例如，其分子結(jié)構(gòu)剛度大、排列緊密、幾乎完全以結(jié)晶的形式存在、分子表面活性官能團(tuán)少、反應(yīng)活性低等，這些不足之處使得纖維在與基體復(fù)合時存在浸潤難和界面結(jié)合性差的問題，大大限制了其可選用的復(fù)合基體的類型。

通過拉擠成型工藝制備芳綸復(fù)合芯，并在復(fù)合芯表面熔敷耐水解、耐高溫樹脂，具有可工程應(yīng)用、簡單、可重復(fù)操作、效果好，制備的芳綸復(fù)合芯力學(xué)性能好、耐老化性能好等優(yōu)點，在架空導(dǎo)線承重芯方面存在較大的應(yīng)用價值。

現(xiàn)有技術(shù)涂敷裝置和涂敷設(shè)備為纏繞通過，不適合堅硬的芯材，而且沒有加熱裝置，不適合保護(hù)層成型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在提供一種提高芳綸復(fù)合芯耐濕熱抗老化性能的方法，步驟如下：

將芳綸纖維采用拉擠成型方式，依次通過樹脂膠槽，預(yù)成型器和前加熱成型模具，并通過環(huán)繞噴淋涂覆設(shè)備，涂覆耐水解層材料，最后通過后加熱成型模具，得到所述復(fù)合芯。

所述耐水解層材料為聚醚醚酮和/或聚酰胺，厚度為0.3-0.5mm。

所述芳綸纖維為Kevlar29、Kevlar49、Kevlar129、Nomex纖維、Twaron纖維、Technora纖維、Terlon纖維或者國產(chǎn)芳III纖維。

樹脂膠槽的寬度為20～30cm，長度為80～100cm。

所述預(yù)成型器包括依次間隔固定的篩板、中間收束板和出口板；所述篩板以圓心向外發(fā)散的方式設(shè)置篩孔，篩孔整體呈圓形；所述中間收束板的中心設(shè)置收束孔，所述出口板中心設(shè)置圓形出口，篩孔、收束孔和出口三者中心線重合；所述預(yù)成型器前端篩板與后端孔板總距離為10～30cm；所述孔板圓孔直徑大于模具進(jìn)口尺寸。

所述加熱成型模具為中空的柱體，中空部分為圓臺狀，進(jìn)口內(nèi)徑大于出口內(nèi)徑，圓臺的進(jìn)口與出口處呈喇叭狀，喇叭狀進(jìn)出口深為10mm；加熱成型模具長為80～120cm，進(jìn)出口內(nèi)徑比值為0.8～1；外側(cè)分別均勻包裹三部分加熱裝置，將其分別均分為三個加熱溫區(qū)，三段加熱裝置長度相等，長為(模具長-20cm)/3；溫度為T_中＝(T_前+10℃)；T_前＝T_后，具體的為25～500℃。

所述步驟1)烘干溫度為100～120℃，烘干時間為15～20min。