[发明专利]一种连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带及其制备方法。

背景技术

连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带具有优异的机械性能如高的拉伸强度、弯曲强度/模量、高低温冲击强度等，并具有相对较低的密度和可回收利用等特点，因此近年来得到了巨大的发展，相应的制备技术也得到了重大突破。目前通过熔融浸渍的方法制备这种材料，要求树脂在熔融状态下具有较低的粘度，和纤维有较好的浸润性。因此，树脂在熔融状态下的流动性越好，越有利于获得浸润性能良好，增强效率高的产品，同时可以使高纤维含量产品表面性能和生产效率得到提高。中国专利CN101474868A涉及了包括PA6、PA66等聚酰胺的预浸带的制备，但由于采用传统的线性聚酰胺，其高温流动性有限，不利于复合材料中纤维的浸润以及纤维含量的进一步提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预浸带中树脂的含量易控制，空隙率低的连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种连续纤维增强聚酰胺复合材料预浸带，其特征在于，该预浸带的原料由包括以下重量份的组分制成：

星形聚酰胺基质         30-80份，

连续纤维               20-70份，

添加剂                 0-30份。

所述的星形聚酰胺基质是星形聚酰胺和线性聚酰胺按质量比(50-100∶50-0)的组合；所述的星形聚酰胺的聚合原料至少包括以下三种物质：

(I)二羧酸单体和二胺单体，或它们的盐95-99.8mol％；

(II)包括至少3个官能团X1的多官能团单体0.05-1mol％；

(III)包含官能团X2的单官能团化合物0.15-4％；

其中，官能团X1和官能团X2是能与二羧酸单体和二胺单体反应的羧酸型官能团或者胺型官能团；当X1为羧酸型官能团时，X2为胺型官能团；当X1为胺型官能团时，X2为羧酸型官能团。

所述的星形聚酰胺的聚合原料还包括氨基酸、内酰胺，如己内酰胺或氨基己酸。

所述的二羧酸单体包括具有4至12个碳原子的脂肪族或者芳香族二羧酸；所述的二胺单体包括具有4至12个碳原子的脂肪族或者芳香族二胺；所述的二羧酸单体和二胺单体的物质的量相等；

所述的多官能团单体具有以下通式(a)：

R-[-A-X1]_n    (a)

其中，R表示包括至少两个碳原子且可以包含一个或多个杂原子的直链、环状、芳族或脂族的烃基，杂原子包括O、S、N或P，A表示共价键或包含1-6个碳原子的脂肪族烃基，X1表示伯胺或羧酸官能团，n是3-8的整数；

所述的单官能团化合物选自正十六烷基胺、正十八烷基胺和正十二烷基胺、乙酸、月桂酸、苄胺、苯甲酸、丙酸和4-氨基-2，2，6，6，-四甲基哌啶的一种或几种。

所述的二羧酸单体选自于己二酸、对苯二酸、异苯二酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、庚二酸、癸二酸或十二烷二酸中的一种或几种；

所述的二胺单体选自于六亚甲基二胺、间苯二甲胺、丁二胺、异佛尔酮二胺、3，3′，5-三甲基六亚甲基二胺或甲基五亚甲基二胺中的一种或几种；

所述的多官能团单体通式(a)中R优选环己酮基四价基团、1，1，1，-三基-丙烷、1，2，3-三基-丙烷、苯基三价基团、苄基、蒽基、联苯基、三苯基、吡啶、吲哚、呋喃、噻吩、嘌呤、菲、二氨基多亚甲基的四价基团、环己酮基、环己酮基的八价基团、以及多元醇与丙烯腈反应所得到的化合物基团中的一种或几种；A优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、聚氧化乙烯基中的一种或几种。

所述的多官能团单体优选2，2，6，6-四-(β-羧乙基)-环己酮、1，3，5，-苯三酸、2，4，6-三-(氨基己酸基)-1，3，5，-三嗪、3，5，3′，5′联苯基四羧酸，3，5，3′，5′二苯甲酮四羧酸、均苯四甲酸、4-氨乙基-1，8-辛二胺、次氮基三乙基胺、二乙基三胺、三乙基四胺、四乙基五胺、三聚氰胺、4-氨基乙基-1，8辛二胺或下列通式(b)中所表示的化合物的一种或几种；

R₁[A1-NH₂]₃    (b)

其中：R₁表示丙烷-1，1，1-三基或者丙烷-1，2，3-三基集团，A1表示多氧亚乙基基团。