一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及復(fù)合膜材料領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫離材料的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來，隨著科技進(jìn)步和人類生產(chǎn)生活的需要，人類對復(fù)合材料的需求越來越 高。復(fù)合材料是由兩種或兩種W上不同性質(zhì)的材料，根據(jù)材料的性質(zhì)，經(jīng)過物理方法、化 學(xué)處理手段的過程，在宏觀上獲得新性能的材料；通過有效地綜合各成分的性能特點(diǎn)，成 就更加優(yōu)異綜合性能的材料進(jìn)而能夠滿足各種應(yīng)用要求。
[0003] 普通的聚苯硫離材料本身的強(qiáng)度屬中等，若改性后，其強(qiáng)度明顯提高，對于任何一 種樹脂體系，基體與增強(qiáng)纖維之間的高粘結(jié)性都是不可或缺的，該將保證當(dāng)制品承受應(yīng)力 時(shí)，通過界面將外界載荷有效地傳遞到纖維上，發(fā)揮其改善復(fù)合材料力學(xué)性能的作用，避 免裂紋在界面間脫膠。為了制備出優(yōu)異性能強(qiáng)度的連續(xù)CF/PPS復(fù)合材料制品，必須解決 增強(qiáng)材料和基體樹脂界面的粘結(jié)強(qiáng)度，而該是決定復(fù)合材料性能的關(guān)鍵所在。由于聚苯硫 離樹脂在200°C下不溶于任何溶劑，同時(shí)，其粉體無法很好的浸潰碳纖維，沒有穩(wěn)定的浸 潰效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為提供一種能夠產(chǎn)生出強(qiáng)度較大的聚苯硫離材料的方法，并解決上述技術(shù)問題， 本發(fā)明提出了一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫離材料的制備方法，包括W下步驟：
[0005]S1、制備預(yù)浸帶；取至少3束連續(xù)碳纖維，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸潰模 頭，所述浸潰模頭通道內(nèi)有聚苯硫離樹脂溶液，浸潰模頭的溫度為305C-40(TC，自浸潰模 頭出來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為300°C-360°C;冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱 溫度為300°C-360°C，通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶；
[0006]S2、將預(yù)浸帶與聚苯硫離板材結(jié)合：將預(yù)浸帶沿連續(xù)碳纖維同一方向平行排列在 板材上，使用層壓模具進(jìn)行壓合，并在連續(xù)碳纖維非平行放線壓合3-4根預(yù)浸帶，壓合強(qiáng)度 為1-7M化。
[0007] 優(yōu)選的，S1中的預(yù)熱溫度為280°C。
[0008] 優(yōu)選的，S1中所述的一次加熱和二次加熱為高溫陶瓷加熱，將附有聚苯硫離樹脂 的碳纖維通過高溫陶瓷拱道。
[0009] 優(yōu)選的，所述連續(xù)碳纖維通過浸潰模頭，在一次加熱之前和二次加熱之前，將連續(xù) 碳纖維通過導(dǎo)向漉，所述導(dǎo)向漉將至少3束連續(xù)碳纖維分離。
[0010] 優(yōu)選的，S2中壓合時(shí)，在模壓面添加聚苯硫離薄膜。
[0011] 本發(fā)明提出的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫離材料的制備方法具有W下有益效果；本發(fā) 明通過制備出樹脂分布均勻、纖維含量可控的預(yù)浸帶，預(yù)浸帶的樹脂含量高，提高了聚苯硫 離材料的強(qiáng)度，并且本方法工藝過程簡單，無環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的預(yù)浸帶的擺放方式；
[0013] 圖2為本發(fā)明的連續(xù)碳纖維的加工示意圖；
[0014] 1-連續(xù)碳纖維，2-浸潰模頭，3-導(dǎo)向漉，4-高溫陶瓷拱道，5-預(yù)浸帶。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[001引實(shí)施例1
[0017] 一種連續(xù)碳纖維1增強(qiáng)聚苯硫離材料的制備方法，包括W下步驟：
[0018]S1、制備預(yù)浸帶5;取至少3束連續(xù)碳纖維1，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸潰 模頭2,所述浸潰模頭2通道內(nèi)有聚苯硫離樹脂溶液，浸潰模頭2的溫度為305°C，自浸潰模 頭2出來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為300;冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱溫度為 300,通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維1拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶5;
[0019]S2、將預(yù)浸帶5與聚苯硫離板材結(jié)合：將預(yù)浸帶5沿連續(xù)碳纖維1同一方向平行排 列在板材上，使用層壓模具進(jìn)行壓合，并在連續(xù)碳纖維1非平行放線壓合3-4根預(yù)浸帶5,預(yù) 浸帶5的擺放方式如圖1。
[0020] S1中所述的一次加熱和二次加熱為高溫陶瓷加熱，將附有聚苯硫離樹脂的碳纖維 通過高溫陶瓷拱道4。
[00川 實(shí)施例2
[0022] 一種連續(xù)碳纖維1增強(qiáng)聚苯硫離材料的制備方法，包括W下步驟：
[0023]S1、制備預(yù)浸帶5;取至少3束連續(xù)碳纖維1，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸潰 模頭2,所述浸潰模頭2通道內(nèi)有聚苯硫離樹脂溶液，浸潰模頭2的溫度為325C，自浸潰模 頭2出來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為350°C;冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱溫度 為350°C，通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維1拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶5;
[0024]S2、將預(yù)浸帶5與聚苯硫離板材結(jié)合：將預(yù)浸帶5沿連續(xù)碳纖維1同一方向平行排 列在板材上，使用層壓模具進(jìn)行壓合，并在連續(xù)碳纖維1非平行放線壓合3-4根預(yù)浸帶5。
[0025]S1中所述的一次加熱和二次加熱為高溫陶瓷加熱，將附有聚苯硫離樹脂的碳纖維 通過高溫陶瓷拱道4。
[002引 實(shí)施例3
[0027] -種連續(xù)碳纖維1增強(qiáng)聚苯硫離材料的制備方法，包括W下步驟：
[0028]S1、制備預(yù)浸帶5;取至少3束連續(xù)碳纖維1，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸潰 模頭2,所述浸潰模頭2通道內(nèi)有聚苯硫離樹脂溶液，浸潰模頭2的溫度為40(TC，自浸潰模 頭2出來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為360°C;冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱溫度 為360°C，通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維1拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶5;
[0029]S2、將預(yù)浸帶5與聚苯硫離板材結(jié)合：將預(yù)浸帶5沿連續(xù)碳纖維1同一方向平行排 列在板材上，使用層壓模具進(jìn)行壓合，并在連續(xù)碳纖維1非平行放線壓合3-4根預(yù)浸帶5,平 行放置的連續(xù)碳纖維1能夠保證材料的強(qiáng)度，并且非平行放置的預(yù)浸帶5其強(qiáng)度為0,但能 夠防止翅曲，W及脫模時(shí)斷裂。
[0030]SI中所述的一次加熱和二次加熱為高溫陶瓷加熱，將附有聚苯硫離樹脂的碳纖維 通過高溫陶瓷拱道4。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 如圖2,在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，連續(xù)碳纖維1通過浸潰模頭2后，在一次加熱之前 和二次加熱之前，將連續(xù)碳纖維1通過導(dǎo)向漉3,所述導(dǎo)向漉3將至少3束連續(xù)碳纖維1分 離，兩個(gè)導(dǎo)向漉3,導(dǎo)向漉3上設(shè)有密集的內(nèi)嵌條紋，能夠?qū)⒍喔祭w維分開，同時(shí)能保證碳 纖維上由足夠的聚苯硫離溶液。
[003引對比例；
[0034] 相比實(shí)施例1，僅使用一次加熱。
[0035] 不同是實(shí)施例間通過拉力測試的結(jié)果，斷開的最大值：
[0036]
[0037] 聚苯硫離，長時(shí)間在高溫環(huán)境下，容易發(fā)生熱交聯(lián)擴(kuò)鏈反應(yīng)，樹脂的分子量進(jìn)一 步增大，成為脆性材料，影響其應(yīng)用開發(fā)，所W可見實(shí)施例4 一次加熱后，其材料強(qiáng)度反而 變差，對于浸潰模頭2的溫度的不同也影響了材料的強(qiáng)度，當(dāng)取實(shí)施例2中的溫度時(shí)，其強(qiáng) 度最大。
[0038] 實(shí)施例5
[0039] 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，分別使用不同層數(shù)的預(yù)浸帶5, W及不同強(qiáng)度的壓合，其缺 口沖擊強(qiáng)度化J/m2)也不同，見下表；
[0040]
[0041] 可見，預(yù)浸帶5層數(shù)較大的材料，其強(qiáng)大也相對較大，并且壓合強(qiáng)度對材料的強(qiáng)度 也有影響，當(dāng)壓強(qiáng)為6. 3MI^a時(shí)，材料的強(qiáng)度最大。
[0042] 對實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可W在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本 發(fā)明將不會被限制于本文所示的該些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn) 相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 制備預(yù)浸帶：取至少3束連續(xù)碳纖維，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸漬模頭，所 述浸漬模頭通道內(nèi)有聚苯硫醚樹脂溶液，浸漬模頭的溫度為305°C _400°C，自浸漬模頭出 來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為300°C -360°C;冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱溫度 為300°C _360°C，通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶； 52、 將預(yù)浸帶與聚苯硫醚板材結(jié)合：將預(yù)浸帶沿連續(xù)碳纖維同一方向平行排列在板材 上，使用層壓模具進(jìn)行壓合，并在連續(xù)碳纖維非平行放線壓合3-4根預(yù)浸帶，壓合強(qiáng)度為 2 _8MPa〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，其特征在于，SI 中的預(yù)熱溫度為280 °C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，其特征在于，SI 中所述的一次加熱和二次加熱為高溫陶瓷加熱，將附有聚苯硫醚樹脂的碳纖維通過高溫陶 瓷拱道。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，其特征在于，所 述連續(xù)碳纖維通過浸漬模頭，在一次加熱之前和二次加熱之前，將連續(xù)碳纖維通過導(dǎo)向輥， 所述導(dǎo)向輥將至少3束連續(xù)碳纖維分離。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，其特征在于，S2 中壓合時(shí)，在模壓面添加聚苯硫醚薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚材料的制備方法，包括以下步驟：制備預(yù)浸帶：取至少3束連續(xù)碳纖維，進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的碳纖維通過浸漬模頭，所述浸漬模頭通道內(nèi)有聚苯硫醚樹脂溶液，浸漬模頭的溫度為305℃-400℃，自浸漬模頭出來后進(jìn)行一次加熱，一次加熱溫度為300℃-360℃；冷卻后，再進(jìn)行二次加熱，二次加熱溫度為300℃-360℃，通過牽引機(jī)將連續(xù)碳纖維拉出，冷卻后進(jìn)行切割得到預(yù)浸帶；本發(fā)明通過制備出樹脂分布均勻、纖維含量可控的預(yù)浸帶，預(yù)浸帶的樹脂含量高，提高了聚苯硫醚材料的強(qiáng)度，并且本方法工藝過程簡單，無環(huán)境污染。
【IPC分類】C08K7/06, C08K3/04, C08L81/02, C08J5/24
【公開號】CN104987720
【申請?zhí)枴緾N201510442647
【發(fā)明人】資玉明, 朱正華, 黃仁軍
【申請人】蘇州榮昌復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月24日