[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

说明书

碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料及其制备方法，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0.17～0.40 mm，幅宽介于100～1200mm。将聚酰胺树脂粉沫加入一定数量的其他化学助剂后和去离子水混合形成悬浮胶液，然后将碳纤维丝束进行碾压浸渍、熔融浸渍和拉挤成型，得到一种新型的碳纤维增强热塑性聚酰胺复合材料。

技术领域

本发明属于复合材料制造领域，涉及纤维增强复合材料设计技术，特别涉及一种碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料及其制备方法。

背景技术

酰胺为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好，染色性差。缺点是吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。

目前聚酰胺碳纤维材料制作使用热固性生产工艺，通常在高温高压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。

采用热固性工艺在成型过程中树脂发生化学反应而交联固化，此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动，温度过高，则分解或碳化，而分解或碳化的原材料不能继续使用，容易造成原材料的浪费。同时，现有技术生产出来的产品对储存条件的存在严格的限制，必须低温储存。

发明内容

解决的技术问题：本申请公开了碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料及其制备方法，解决的技术问题是采用热固性工艺在成型过程中树脂发生化学反应而交联固化，此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动，温度过高，则分解或碳化，而分解或碳化的原材料不能继续使用，容易造成原材料的浪费。同时，现有技术生产出来的产品对储存条件的存在严格的限制，必须低温储存方面存在的不足，提供一种碳纤维增强的聚酰胺单向带复合材料，同时提供其制备方法。

技术方案：

碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料，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0.17～0.40 mm，幅宽介于100～1200mm。

本申请还公开了碳纤维增强聚酰胺单向带复合材料的制备方法，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。