[发明专利]一种耐光老化的芳纶复合芯及其制备方法

说明书

本发明公开了属于复合材料成型加工技术领域的一种耐光老化的芳纶复合芯及其制备方法。复合芯包括：芳纶纤维、上浆剂‑抗光老化层、树脂‑抗光老化层；所述方法通过在在上浆剂和树脂中加入具有抗光老化剂，通过上浆后的纤维烘干进入浸胶槽进行浸胶，浸胶后进入预处理模具和固化模具，并由牵引机拉出成型得到芳纶复合芯。所述芳纶复合芯可以同时提高纤维和树脂的抗光老化性能。

技术领域

本发明属于复合材料成型加工技术领域，尤其涉及一种耐光老化的芳纶复合芯及其制备方法。

背景技术

芳纶纤维一种有机纤维，是继碳纤维之后的第二代高性能复合材料增强体。其自身具备多种优异的性能：纵向拉伸强度和模量较高、密度低、耐热性能和抗化学介质腐烛性强，除此之外，芳纶纤维还具有相比金属和碳纤维更加优异的介电性能，因此，芳纶纤维也有“全能纤维”之称。最初其主要目的是用来制备防弹制品，随着对其性能的不断完善，逐渐与聚合物树脂、陶瓷和金属复合在一起形成了如今在各个领域广泛使用的新一代高性能复合材料。至今，在空天领域、汽车轮胎、防弹衣、防弹装甲车、电子电器以及高端体育制品等领域已经慢慢取代了多种传统的材料，成为了一种不可或缺的结构性材。由于各领域对材料性能的要求越来越荀刻，芳纶增强高性能复合材料将在社会进步和科技发展中发挥更为重要的作用。

在实际应用中，由于其自身的一些缺陷，大大限制了其使用的领域及其在高性能复合材料市场所占的比例。例如，其分子结构刚度大、排列紧密、几乎完全以结晶的形式存在、分子表面活性官能团少、反应活性低等，这些不足之处使得纤维在与基体复合时存在浸润难和界面结合性差的问题，大大限制了其可选用的复合基体的类型。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种耐光老化的芳纶复合芯，所述复合芯包括：芳纶纤维、上浆剂-抗光老化层、树脂-抗光老化层；

上浆剂-抗光老化层的试剂中抗光老化剂含量为0.1～5％；

树脂-抗光老化层的试剂中抗光老化剂含量为5～15％；

上浆剂包括双酚A二缩水甘油醚、E51与PEG2000乳化剂、聚乙二醇改性环环氧乳化剂、硅烷偶联剂KH550、KH560、KHJ590、乙烯基树脂其中一种或几种；

树脂为热固性树脂；

抗光老化层的试剂中抗光老化剂为ZnO、TiO₂任意一种或几种。

所述芳纶纤维为Kevlar29、Kevlar49、Kevlar129、Nomex纤维、Twaron纤维、Technora纤维、Terlon纤维或者国产芳III纤维。

一种耐光老化的芳纶复合芯的制备方法，步骤如下：

1)将芳纶纤维采用牵引机牵引，通过上浆剂-抗光老化层试剂并烘干；

2)将步骤1)烘干后的芳纶纤维采用牵引机牵引通过树脂-抗光老化层试剂浸胶槽和预成型器，然后采用通过温度分区的加热成型模具对其进行拉挤固化成型，经干燥得到所述复合芯；

浸胶槽的宽度为20～30cm，长度为80～100cm。

所述预成型器包括依次间隔固定的筛板、中间收束板和出口板；所述筛板以圆心向外发散的方式设置筛孔，筛孔整体呈圆形；所述中间收束板的中心设置收束孔，所述出口板中心设置圆形出口，筛孔、收束孔和出口三者中心线重合；所述预成型器前端筛板与后端孔板总距离为10～30cm；所述孔板圆孔直径大于模具进口尺寸。