[发明专利]碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料及其制备方法

权利要求书

1.碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料，其特征在于：所述碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料，由聚酰胺树脂和碳纤维组成，聚酰胺树脂的质量分数介于32%wt～48%wt，碳纤维的体积分数介于50%vol～65%vol；所述的碳纤维为丝束状，碳纤维丝束规格优选为3K～24K；碳纤维增强聚酰胺单向带的厚度介于0.17～0.40mm，幅宽介于100～1200mm。

2.一种权利要求1所述碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料的制备方法为将聚酰胺树脂作为基体，以碳纤维作为增强材料，制备碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料；工艺过程包括胶液配制、牵引展纱、毛刺去除、碾压浸渍、烘干固化与熔融浸渍、模具预热与高温拉挤、辊筒收卷；首先，配制悬浮胶液，将胶液输送到超声波浸渍槽内，将浸渍槽装满胶液；然后，经过牵引展纱装置使碳纤维丝束均匀排列，并在红外烘箱中去除碳纤维表面的毛刺；然后，在超声波浸渍槽中对连续碳纤维丝束进行多辊转向碾压浸渍，并由导出辊挤压出多余的悬浮液；接着，经过加热固化炉烘干碳纤维丝束，随后使聚酰胺树脂熔融浸渍到碳纤维丝束中，得到碳纤维增强的聚酰胺单向带预浸料；再次，经过模具预热、高温拉挤得到碳纤维增强聚酰胺单向带；最后，经过卷取机对单向带进行收卷缠绕，从而得到本发明涉及的连续碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料产品。

3.根据权利要求2所述碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料的制备方法，其特征在于：所述悬浮胶液为水悬浮体系，胶液中的固体即不挥发物含量质量分数介于8%wt～13%wt，所述悬浮胶液的组成成分按质量份数配比为：聚酰胺树脂60～130份、分散剂1～8份、偶联剂1～10份、自消泡乳化剂1～9份、润湿剂1～10份、渗透剂1～8份、表面活性剂1～6份、去离子水800～900份。

4.根据权利要求2所述碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料的制备方法，其特征在于：所述聚酰胺树脂优选为细粉，根据产品性能需求其粒径优选为13～75微米的聚酰胺超细粉；所述分散剂优选为乙醇、丙酮、苯乙烯-马来酸共聚物超分散剂；所述偶联剂优选的是环氧基系类或甲基乙酰基系类硅烷偶联剂；所述自消泡乳化剂优选的是烷基酚聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷等水性体系消泡剂；所述润湿剂优选的是烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇辛基苯基醚、硅醇类等非离子型表面活性剂；所述渗透剂优选的是非离子表面活性剂如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚；所述表面活性剂优选的是二甲基甲酰胺、聚乙二醇辛基苯基醚、酯类非硅表面活性剂；所述去离子水为电导率10μS/cm以下，优选的是符合GB/T6682-2008 《分析实验室用水规格和试验方法》中分析实验室用水三级水的要求。