[發明專利]一種高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110002965.4
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112812547A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 丁鵬;徐同樂;施利毅
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L23/06;C08L81/02;C08L23/12;C08K7/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/38;B29B7/00;B29B15/14;B29C48/00;B29C48/05;B29C48/154;B29C64/118
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 孫明科

1.一種高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備連續碳質纖維絲束：將連續聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維、石墨烯纖維和碳納米管纖維加捻、浸漬上漿，集束后即可制備連續碳質纖維絲束；

(2)制備連續碳質纖維線材：準備原料，所述原料為連續碳質纖維絲束40～90％wt和塑料切片10～60wt％，將塑料切片從主喂料口加入雙螺桿擠出機中，將連續碳質纖維絲束從出料口前端加入排齒型拉絲機頭中，通過雙螺桿擠出機熔融擠出，反應溫度160～320℃螺桿轉速為150～300r/min，經拉條、冷卻、牽伸、卷繞制備連續碳質纖維線材；

(3)制備改性塑料線材：按重量百分比準備原料：

塑料切片	38～99.7％
導熱填料	0.1～60％
分散劑	0.1～1％
偶聯劑	0.1～1％

將原料加入密煉機中密煉出料后，經雙螺桿擠出機熔融擠出，經拉條、冷卻、牽伸、卷繞制備改性塑料線材；其中密煉的加工溫度160～320℃螺桿轉速為50～100r/min；熔融擠出的加工溫度160～320℃螺桿轉速為150～300r/min；

(4)制備塑料線材：將塑料切片加入雙螺桿擠出機熔融擠出，經拉條、冷卻、牽伸、卷繞制備塑料線材；

(5)制備高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料：將制備的連續碳質纖維線材、改性塑料線材和塑料線材加入打印噴頭模塊組，采用3D打印成型工藝按預設路徑打印成型，即可制備高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料。

2.如權利要求1所述高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中上漿劑為溶液型上漿劑、乳液型上漿劑、水溶型上漿劑之一。

3.如權利要求3所述高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述的上漿劑，為乳液型聚氨酯、乳液型聚酰胺、乳液型聚酰亞胺、乳液型苯氧樹脂、乳液型聚醚砜、乳液型聚醚醚酮、乳液型N-苯基馬來酰亞胺–馬來酸酐–苯乙烯三元共聚物、溶劑型環氧、水溶型聚乙烯吡咯烷酮中一種或者幾種的組合。

4.如權利要求1所述高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中塑料切片為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚砜和聚醚醚酮中的一種或者幾種的組合。

5.如權利要求1所述高強度高導熱樹脂基連續碳質纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中導熱填料為石墨烯、氮化硼、金剛石、碳纖維中的一種或者幾種的組合，所述分散劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EVA臘中的一種，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑的一種或者幾種的組合。