[發(fā)明專利]一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置、制備方法及產(chǎn)品

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211459656.0
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115674637A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉江林;楊冬冬;梁建國;鄭仁輝;李志鵬;趙潤田;楊磊
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: B29C48/40
• 分類號: B29C48/40;B29C48/505;B29C48/68;B29B9/06;B29B9/14;C08J5/06;C08L77/06;C08L1/28;C08K9/00;C08K7/06
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11562
• 代理人: 李彬

1.一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，包括機筒和螺桿，所述螺桿位于機筒內(nèi)，其特征在于，所述雙螺桿擠出裝置包括進料段、混合段、剪切段、排氣段和出料段；

其中，

所述混合段的螺桿包括嚙合塊；

所述剪切段的螺桿包括反螺紋；

所述排氣段的機筒包括排氣口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，其特征在于，所述進料段的機筒包括進料口，螺桿包括螺距依次降低的第一雙頭螺紋、第二雙頭螺紋和第三雙頭螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，其特征在于，所述嚙合塊數(shù)量為5塊，且依次旋轉(zhuǎn)排列，所述旋轉(zhuǎn)角為45°，旋轉(zhuǎn)方向與所述進料段螺桿螺紋方向相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，其特征在于，所述反螺紋數(shù)量為2，螺距為15mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，其特征在于，所述排氣段還包括螺距依次增加的第四雙頭螺紋和第五雙頭螺紋。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置，其特征在于，所述出料段的機筒包括出料口，螺桿包括螺距依次遞減的第六雙頭螺紋、第七雙頭螺紋和第八雙頭螺紋。

7.一種碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-6任一項所述的用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置進行制備，具體包括以下步驟：

(1)將碳纖維浸入水中，超聲振蕩10min，然后加入分散劑，攪拌均勻后繼續(xù)超聲振蕩10min，再滴加消泡劑，然后向其中加入水稀釋、過濾、干燥，得到處理后的短切碳纖維；

(2)將樹脂材料進行干燥脫水，得到干燥后的樹脂材料；

(3)將所述處理后的短切碳纖維和干燥后的樹脂材料混合后，從進料口加入至權(quán)利要求1-6任一項所述的用于制備碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的雙螺桿擠出裝置進行擠出造粒，再依次進行注塑、液氮中冷凍脆斷、斷裂表面噴金處理，得到碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述碳纖維與水的添加量之比為1g：600ml；所述消泡劑添加量為所述碳纖維與水總質(zhì)量的0.01％；

所述分散劑包括甲基纖維素、羧甲基纖維素和羥乙基纖維素中的一種；

所述消泡劑包括磷酸三丁酯；

步驟(2)中所述樹脂材料包括尼龍66；

所述碳纖維、分散劑和干燥后的樹脂材料的質(zhì)量比為(10-40):1:(59-89)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述超聲振蕩溫度為38-44℃；

所述干燥溫度為280-290℃，時間為5-6h；

步驟(2)中所述干燥溫度為120-130℃，時間為6-7h；

步驟(3)中所述擠出溫度為260℃-300℃，入口壓力為0.1MPa，出口為自由出口。

10.如權(quán)利要求8或9任一項所述的一種碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備方法制備得到的碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料。