热塑性模塑预成型体制造技术

热塑性模塑预成型体由用用量为纤维重量的0.05至0.29wt％的施胶剂涂布的碳纤维制成。该施胶剂由耐热聚合物或耐热聚合物的前体，例如苯酚，三聚氰胺，脲，聚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮，聚醚酮酮，或聚苯硫醚形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】热塑性模塑预成型体由用用量为纤维重量的0.05至0.29wt％的施胶剂涂布的碳纤维制成。该施胶剂由耐热聚合物或耐热聚合物的前体，例如苯酚，三聚氰胺，脲，聚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮，聚醚酮酮，或聚苯硫醚形成。【专利说明】热塑性模塑预成型体专利技术背景和相关现有技术说明本专利技术涉及热塑性模塑预成型体，它含有具有施胶剂的碳纤维，它能实现良好的机械性能和高的抗热降解性。具有良好机械性能，例如高的比强度，高的比模量，高的冲击强度和快速模塑的碳纤维增强的热塑性材料(CFRTP)由热塑性模塑预成型体制造。近年来，在这一领域内的研发努力已经变得活跃。一般地，聚合物基体复合材料在高温条件下倾向于显示出降低的强度和模量。因此，需要耐热基体树脂，以便维持高温条件下所需的机械性能。这种耐热基体树脂包括热塑性聚酰亚胺树脂，聚酰胺酰亚胺树脂，聚醚酰亚胺树脂，聚砜树脂，聚醚砜树脂，聚醚醚酮树月旨，聚醚酮酮树脂，聚酰胺和聚苯硫醚树脂。在高温条件下模塑具有耐热基体树脂的CFRTP，结果施胶剂必须耐受热降解。若施胶剂经历热降解，则在复合材料内部出现孔隙和一些其他问题，这导致降低的复合材料机械性能。因此，对于良好的可处理性，高的界面强度，控制的绒毛形成等来说，耐热施胶剂是CFRP的重要部分。美国专利N0.4，394，467和美国专利N0.5，401, 779公开了聚酰胺酸低聚物作为由芳族二胺，芳族二酐和芳族四羧酸二酯的反应生成的中间试剂。当该中间试剂以0.3-5wt%(或更所需地0.5-1.3wt%)的用量施加到碳纤维上时，可生产聚酰亚胺施胶剂。然而，0.3-5wt%的施胶剂用量对涉及树脂浸溃的碳纤维的良好铺涂性来说，对于制造具有低孔隙含量和最好机械性能的胶带来说似乎不足。美国专利7，138，023和美国专利7，754，323公开了用于高温应用的由短切碳纤维和热塑性树脂纤维制造的热塑性模塑预成型体。但没有描述实现单纱良好的铺涂性，对热塑性基体高的粘合强度和热稳定性所要求的在碳纤维上的施胶剂用量和施胶剂类型。鉴于以上所述的问题，本专利技术的目的是提供一种热塑性模塑预成型体，它含有具有热稳定的施胶剂的碳纤维，使得能提高对热塑性基体的粘合，和与不那么稳定的施胶剂相比，其固有的热稳定性导致在加工过程中较低的倾向生成孔隙。根据本专利技术的下述说明，本专利技术的进一步的目标和优点将显而易见。专利技术概述为了实现以上所述的目标，根据本专利技术，由用用量X为0.05至0.29￥七％的施胶剂涂布的碳纤维制造热塑性模塑预成型体。由耐热聚合物或耐热聚合物的前体形成施胶剂。施胶剂的用量X根据下式用百分比表达: W0 - W1X = -^-——-X 100 W0其中Wtl是具有施胶剂的碳纤维的重量，和W1是不具有施胶剂的碳纤维的重量。附图简述图1是显示股线拉伸强度和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间关系的图表；图2是显示悬垂值和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间关系的图表；图3是显示摩擦起毛和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间关系的图表；图4是显示ILSS和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间关系的图表；图5是显示用ULTEM型聚醚酰亚胺涂布的T700S型纤维的TGA测量结果的图表；图6是显示ULTEM型聚醚酰亚胺的TGA测量结果的图表；图7是显示股线拉伸强度和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K，KAPTON是E.1.du Pont de Nemours and Company的注册商标)之间关系的图表；图8是显示悬垂值和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图9是显示摩擦起毛和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图10是显示ILSS和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图11是显示用KAPTON型聚酰亚胺涂布的T800S型纤维的TGA测量结果的图表；图12是显示KAPTON型聚酰亚胺的TGA测量结果的图表；图13是显示股线拉伸强度和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T800SC-24K, ULTEM 是 Saudi Basic Industries Corporat1n 的注册商标)之间关系的图表；图14是显示悬垂值和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图15是显示摩擦起毛和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图16是显示ILSS和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T800SC-24K)之间关系的图表；图17是显示股线拉伸强度和施胶剂用量(甲基化三聚氰胺-甲醛，T700SC-12K)之间关系的图表；图18是显示悬垂值和施胶剂用量(甲基化三聚氰胺-甲醛，T700SC-12K)之间关系的图表；图19是显示摩擦起毛和施胶剂用量(甲基化三聚氰胺-甲醛，T700SC-12K)之间关系的图表；图20是显示ILSS和施胶剂用量(甲基化三聚氰胺_甲醛，T700SC-12K)之间关系的图表；图21是显示用甲基化三聚氰胺-甲醛涂布的T700S型纤维的TGA测量结果的图表;图22是显示甲基化三聚氰胺-甲醛的TGA测量结果的图表；图23是显示股线拉伸强度和施胶剂用量(环氧甲酚酚醛树脂(Epoxy cresolnovolac),T700SC-12K)之间关系的图表；图24是显示悬垂值和施胶剂用量(环氧甲酚酚醛树脂，T700SC-12K)之间关系的图表；图25是显示摩擦起毛和施胶剂用量(环氧甲酚酚醛树脂，T700SC-12K)之间关系的图表；图26是显示ILSS和施胶剂用量(环氧甲酚酚醛树脂，T700SC-12K)之间关系的图表；图27是显示用环氧甲酚酚醛树脂涂布的T700S型纤维的TGA测量结果的图表；图28是显示环氧甲酚酚醛树脂的TGA测量结果的图表；图29是显示T800S型纤维和聚醚酰亚胺树脂之间粘合强度的图表；图30是显示T700S型纤维和聚醚酰亚胺树脂之间粘合强度的图表；图31是显示悬垂值的测量工序的示意图；图32是显示摩擦起毛的测量装置的示意图；图33是显示单纤维碎裂试验用哑铃成型样品的几何形状；表I示出了股线拉伸强度和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间的关系;表2示出了悬垂值和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间的关系;表3示出了摩擦起毛和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间的关系;表4示出了 ILSS和施胶剂用量(ULTEM型聚醚酰亚胺，T700SC-12K)之间的关系；表5示出了股线拉伸强度和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间的关系；表6示出了悬垂值和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间的关系；表7示出了摩擦起毛和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间的关系;表8示出了 ILSS和施胶剂用量(ΚΑΡΤ0Ν型聚酰亚胺，T800SC-24K)之间的关系；表9示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性模塑预成型体，它包括：热塑性纤维；和用用量X为0.05至0.29wt％的施胶剂涂布的碳纤维，所述施胶剂由耐热聚合物或耐热聚合物的前体形成，所述用量X用下式表达：X=W0-W1W0×100%]]>其中W0是具有施胶剂的碳纤维的重量，W1是不具有施胶剂的碳纤维的重量，其中所述耐热聚合物包括酚树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮树脂、聚醚酮酮树脂和聚苯硫醚树脂中的至少一种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：清家聪，木林真，三轮辉之男，A·V·劳，L·A·赫德森，
申请(专利权)人：东丽碳纤维美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US