[发明专利]碳纤维预浸料的制备方法

说明书

本发明涉及一种碳纤维预浸料的制备方法，采用片状模塑料机组，所述片状模塑料机组刮糊槽外围设置有恒温保温装置，收卷机构采用卷筒式收卷装置及配套料架，主要步骤包括树脂糊制作，树脂糊采用占树脂糊总重的50％‑60％的树脂、30％‑40％的填料、10％的小料混合制成，制成的树脂糊粘度在2000‑5000mPa·s；树脂糊、液体增稠剂在线混合，液体增稠剂选用氧化镁粉末加载体树脂进行配制，氧化镁粉末重量占液体增稠剂总重量的百分比为35％‑40％，在线混合后的糊料粘度在5000mPa·s以下；碳纤维与在线混合后的糊料复合浸渍；熟化。本发明具有简洁方便，充分利用片状模塑料机组，成本低，生产效率高，污染小等特点。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维预浸料的制备方法。

背景技术

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。预浸料(Prepreg)是增强纤维(Reinforced Fiber)或织物浸渍在基体(Matrix)中制成的半固化片材，是复合材料的中间材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7～9倍，抗拉弹性模量为23000～43000Mpa亦高于钢。同时具有优异的导电性、化学惰性、耐蚀性、耐温性等。广泛应用于民用，军用，建筑，化工，工业，航天以及超级跑车领域，需求量逐年增加。

碳纤维预浸料是将碳纤维或织物与树脂基体复合制成的半固化片材，是制造复合材料结构件的主要中间材料。目前碳纤维预浸料的应用发展很快，大都由专业化工厂生产已经有大量定型产品供用户选用。生产方法大致可以分为两类：干法和湿法。湿法是用树脂固化体系溶液浸渍纤维，经干燥除去溶剂，成为具有一定粘性的材料。因湿法制作过程中需大量溶剂，故环境友好性较差。干法是不用溶剂的预浸料生产方法，按其工艺不同可以分为：热熔法和胶膜法。干法制备预浸料其优点是不用溶剂，树脂含量易控制，生产效率高，但设备要求较高。

目前与本发明相似实现方案有：1.专利CN103350513A所述使用单向纤维制备预浸料；2.专利CN102513264A所述采用自制浸胶机采用浸胶法制备碳纤维软毡预浸料；3.专利CN102294846A所述采用干法涂胶法制备碳纤维网片增强型预浸料；4.专利CN101956306A所述涂胶碳纤维预浸料生产线。

目前预浸料的最大特点是生产难度大，传统湿法需使用大量有机溶剂，污染严重。干法制备预浸料虽然比湿法有更多的优点，但工序繁琐、生产装置复杂、昂贵。其后续的铺层法生产操作缓慢，生产周期长。而且，通常的预浸料也不适合生产复杂几何形状产品，灵活性较差，在这方面，不及SMC、BMC方法。加之碳纤维本身价格就高，制造费用更高，从而导致碳纤维制品只限于在生产航空、航天、军工类及高利润的体育休闲器材中使用，高价格严重制约了碳纤维在其他工业领域中的大量应用。

发明内容

本发明解决的技术问题为克服现有技术的上述缺陷，而提供一种碳纤维预浸料的制备方法。通过简易改装当前SMC生产线，节约投资和成本，简化生产工序，提高生产效率，可按客户需求灵活采用生产类型。