[发明专利]一种高模量碳纤维预浸布及制作工艺

说明书

本发明涉及碳纤维技术领域，具体地说是一种高模量碳纤维预浸布及制作工艺，该预浸布的配方由高模量碳纱和黏连碳纱的胶液组成，所述的胶液的配方由双酚A型环氧树脂、高纯度固态环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、增韧剂、固化剂和促进剂组成，该制作工艺的步骤如下：（一）、配胶液；（二）、拉丝；（三）、开纤；（四）、复合，通过四个步骤完成干燥后即形成碳纤维预浸布，具有丝束整齐、厚度均匀、韧性强、超薄等优点。

技术领域

本发明涉及碳纤维技术领域，具体地说是一种丝束整齐、厚度均匀、韧性强、超薄的高模量碳纤维预浸布及制作工艺。

背景技术

众所周知，碳纤维是一种纤维状碳材料，它的强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，是一种具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料，同时其凭借重量轻、高强度、高模量、导电、导热、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等多种优异性能，已广泛应用于航空航天、体育用品、高铁、新能源汽车、电子产品等领域。

目前，由于市场上销售的碳纤维预浸布由于受成分和工艺的限制，导致生产处的预浸布普遍厚度较大，厚度一般为0.1mm以上，无法应用在电子产品等受体积限制的产品上，因此也限制了碳纤维预浸布产品的应用，如果利用现有的成分和工艺制作的薄的碳纤维预浸布又会存在断丝、丝束不整齐、厚度不均匀、有缝隙的缺陷，在再次加工时又会存在韧性不足发生断裂的风险。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种丝束整齐、厚度均匀、韧性强、超薄的高模量碳纤维预浸布及制作工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高模量碳纤维预浸布，该预浸布的配方由高模量碳纱和黏连碳纱的胶液组成，所述的高模量碳纱和黏连碳纱的胶液的重量份比为高模量碳纱2~5份，胶液1~3份，所述的胶液的配方由双酚A型环氧树脂、高纯度固态环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、增韧剂、固化剂和促进剂组成，所述的双酚A型环氧树脂、高纯度固态环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、增韧剂、固化剂和促进剂的重量份分别为双酚A型环氧树脂80~90份、高纯度固态环氧树脂8~20份、苯酚型酚醛环氧树脂1~8份、增韧剂1~5份、固化剂2~8份和促进剂1~7份。

本发明所述的双酚A型环氧树脂的环氧当量为176~220g/eq，黏度为12000~15000cps/25℃，所述的高纯度固态环氧树脂的环氧当量为450~2500g/eq，所述的苯酚型酚醛环氧树脂的环氧当量为168~190g/eq。

本发明所述的高纯度固态环氧树脂由环氧当量为450~2500g/eq的高纯度固态环氧树脂、环氧当量为780~850g/eq的高纯度固态环氧树脂和环氧当量为1800~2400g/eq的高纯度固态环氧树脂，其重量份比分别为450~2500g/eq的高纯度固态环氧树脂4~9份、环氧当量为780~850g/eq的高纯度固态环氧树脂2~5份、环氧当量为1800~2400g/eq的高纯度固态环氧树脂0.5~3份。

本发明所述的胶液中含有增稠剂，增稠剂的重量份为2~6份。

一种高模量碳纤维预浸布的制作工艺，其特征在于该制作工艺的步骤如下：

（一）、配胶液：取双酚A型环氧树脂、高纯度固态环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、增韧剂、固化剂和促进剂，按照重量份分别为双酚A型环氧树脂80~90份、高纯度固态环氧树脂8~20份、苯酚型酚醛环氧树脂1~8份、增韧剂1~5份、固化剂2~8份和促进剂1~7份进行混合，混合均匀后按照每平方米5~15g胶液均匀涂抹在离型纸上；

（二）、拉丝：取高模量碳纱，将高模量碳纱施加0~500N的力进行拉碳丝；

（三）、开纤：将拉好的碳丝进行开纤，开纤形成厚度为3~45微米并排的丝束；