[发明专利]热塑性树脂碳纤维复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，特别是热塑性树脂碳纤维复合材料的制备方法。

背景技术

近年来，随着碳纤维复合材料的发展，热塑性树脂碳纤维复合材料在高端的航空航天工业和常规的民用制造业中得到了广泛的应用，然而现有的制备热塑性树脂碳纤维复合材料的制备工艺较为复杂，成本也高，碳纤维与热塑性树脂分布不均匀，影响了制备得到的热塑性树脂碳纤维复合材料的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低、溶剂毒性小、热塑性树脂分布均匀的热塑性树脂碳纤维复合材料的制备方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

热塑性树脂碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤，

步骤一，制备溶液，将N,N－二甲基乙酰胺与丙酮按N,N－二甲基乙酰胺与丙酮的质量比为1-5:1的混合，得到混合溶剂，将聚醚砜加入到的混合溶剂中充分溶解，得到聚醚砜溶液，聚醚砜与混合溶剂的质量比为1:6；

步骤二，将热塑性树脂粉末加入到聚醚砜溶液中，热塑性树脂粉末与聚醚砜溶液的质量比为1:10，得到悬浮溶液；

步骤三，由悬浮溶液将单层或多层碳纤维织物在23℃-26℃下浸润；

步骤四，将步骤三中得到的单层或多层浸渍料取出并以此通过红外灯和加热辊加热，加热温度介于热塑性树脂的熔融温度与分解温度之间，碳纤维与热塑性树脂粉末体积百分比控制在5-7:3-5；

步骤五，将步骤四中得到的产物用压辊压制成单层结构；

步骤六，将步骤五中得到的单层结构通过冷却辊冷却至室温并由收卷辊收卷，得到单层热塑性树脂碳纤维复合材料；

所述的热塑性树脂是聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚树脂或者聚砜树脂。

本发明操作简单，成本低，得到的热塑性树脂碳纤维复合材料的热塑性树脂分布均匀，热塑性树脂碳纤维复合材料质量好，制备过程低毒环保。

优选的，为了使热塑性树脂分布均匀，所述加热辊、压辊、冷却辊、收卷辊的转速为11-13m/min。

优选的，为了浸润充分，步骤三中浸润为超声浸润，超声浸润时间为3.5h。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

本发明热塑性树脂碳纤维复合材料的制备方法包括以下步骤，

步骤一，制备溶液，将N,N－二甲基乙酰胺与丙酮按N,N－二甲基乙酰胺与丙酮的质量比为1-5:1的混合，得到混合溶剂，将聚醚砜加入到的混合溶剂中充分溶解，得到聚醚砜溶液，聚醚砜与混合溶剂的质量比为1:6；

步骤二，将热塑性树脂粉末加入到聚醚砜溶液中，热塑性树脂粉末与聚醚砜溶液的质量比为1:10，得到悬浮溶液；

步骤三，由悬浮溶液将单层或多层碳纤维织物在23℃-26℃下超声浸润3.5h；

步骤四，将步骤三中得到的单层或多层浸渍料取出并以此通过红外灯和加热辊加热，加热温度介于热塑性树脂的熔融温度与分解温度之间，碳纤维与热塑性树脂粉末体积百分比控制在5-7:3-5；

步骤五，将步骤四中得到的产物用压辊压制成单层结构；

步骤六，将步骤五中得到的单层结构通过冷却辊冷却至室温并由收卷辊收卷，得到单层热塑性树脂碳纤维复合材料；

所述的热塑性树脂是聚丙烯树脂、聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚树脂或者聚砜树脂。

其中，加热辊、压辊、冷却辊、收卷辊的转速为11-13m/min。