一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材制造技术

本发明专利技术涉及一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压构成，所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其在加热条件下，将尼龙树脂熔融，由固体变为熔体浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。本发明专利技术提供的复合板材具有高强度、高模量、抗冲击、耐腐蚀、可二次加工成型、可回收利用、设计自由度大，可大规模连续化生产等优点，是金属及热固性复合材料的理想替代材料，广泛用于机械、汽车、轨道交通、船舶、航天飞行器等行业结构材料。

A continuous fiber reinforced long carbon chain nylon composite sheet

The invention relates to a continuous long carbon chain nylon fiber reinforced composite board, made up of layers of nylon / fiber cloth composite sheet by heating and compression, the fiber / nylon cloth composite sheet made of nylon resin and fiber cloth, which under the condition of heating, the nylon resin melt, from solid to melt into fiber cloth coated and bonded fiber, formed by rolling, cooling and solidifying. The composite plate provided by the invention has the advantages of high strength, high modulus, impact resistance, corrosion resistance, can be two times the processing, Recyclable utilization, design freedom, large-scale continuous production and other advantages, is the substitute material of metal and thermosetting composite materials, widely used in machinery, automobile, rail transportation, shipping, spacecraft structural materials industry.

【技术实现步骤摘要】
一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材
本专利技术涉及属于材料
，具体涉及一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材。
技术介绍
随着汽车、轨道交通装备、船舶、航空等产业的发展，特别是轻量化技术的发展，促进了高分子复合材料的发展。尤其是热固性复合材料发展迅速，包括热固性碳纤维复合材料、热固性玻璃纤维复合材料得到了广泛应用。热固性复合材料具有高强度高模量、比重轻、耐腐蚀等特点，但是，热固性复合材料存在抗冲击性能差，耐低温性差，二次加工困难、生产效率低、不可回收利用等缺点。连续纤维增强尼龙具有高强度高模量、耐高温等优点。可用于汽车、轨道交通车辆及工程机械结构部件，以塑代钢，实现车辆装备轻量化。连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料已产业化；碳纤维热固性复合材料也有商品化。但玻纤增强聚丙烯复合材料强度较低，碳纤维热固性复合材料二次成型较困难且不可回收利用。连续玻纤增强通用尼龙复合材料强度高，但通用尼龙易吸水，导致复合板材在高湿度下易变形，低温耐冲击性能不高，材料比重较大，约1.6kg/cm3。因此，开发适高强度耐高低温复合材料，用于飞行器机体、尾翼、翼制版及其无人机机身材料；轨道交通车辆、汽车车身及其部件用材料以及结构部件具有极为重要意义。在已公开的各专利中，玻纤增强尼龙、碳纤维增强通用尼龙均采用双螺杆共混挤出工艺制备复合材料，如玻纤增强尼龙专利:：CN106479167/CN106366656A/CN106167619A/CN105602244A/CN105504798A/CN105295370A/CN10541931315A；碳纤维增强尼龙专利：CN103289368B/CN103786277B/CN102558847B/CN201710150374.5等，芳纶增强尼龙专利中，CN103627164A提出芳纶短纤与高温尼龙树脂经双螺杆共混挤出制备耐高温尼龙复合材料方法；CN103788624A提出芳纶短纤加入耐高温尼龙盐中熔融聚合制备耐高温尼龙复合材料方法；然而，上述各专利中均未涉及长碳链尼龙粉末连续浸渍纤维及其混纺布制备高强度耐高低温尼龙复合材料。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其具有高强度、高模量、抗冲击、耐腐蚀、可二次加工成型、可回收利用、设计自由度大，可大规模连续化生产等优点，是金属及热固性复合材料的理想替代材料，广泛用于机械、汽车、轨道交通、船舶、航天飞行器等行业结构材料。本专利技术提供一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压成型。所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其尼龙树脂在加热条件下熔融而浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。尼龙树脂作为一种纤维包覆粘结剂，使纤维布的每一根纤维通过尼龙树脂包覆并粘结在一起，形成一个整体，即所述的片材；同时，将多张复合片材叠加加热模压时，尼龙树脂熔融，将片材粘结在一起，形成一个整体，即形成所述的复合板材。所述尼龙/纤维布复合片材中的尼龙树脂和纤维布的重量比例为(30-40)：(60-70)。所述尼龙/纤维布复合片材的厚度一般为0.34±0.01m，宽幅为0.5-1.6m，本专利技术制备的复合板材其中复合片材的铺设层数为5-40层，当整体厚度为(1.7-13.6)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.6m，长度为1.0-1.8m，优选10-30层，当整体厚度为(3.4-10.0)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.2m，长度为1.0-1.8m。尼龙树脂具有优异的力学性能，尤其是优良的耐低温性，大分子链酰胺基，氨基己羧基等极性基团，对纤维有很强的粘结性；尼龙树脂包括脂肪族尼龙及半芳香族尼龙中的一种或两种或以上，混合时没有重量份数限制，脂肪族尼龙具体包括PA6、PA56、PA66、PA610、PA611、PA612、PA1010、PA613、PA11、PA12、PA46、PA1313；半芳香族尼龙PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T。各层尼龙/纤维布复合片材中的纤维布为碳纤维布A、玻纤布B、玄武纤维布C、芳纶布D、碳纤维/玻纤混织布E、碳纤维/玄武纤维混织布F、碳纤维/芳纶混织布J、芳纶/玻纤混织布H或芳纶/玄武纤维混织布I，各层纤维布可以相同或不同。其中碳纤维/玻纤混织布E中碳纤维与玻纤的重量比为2：8，其中碳纤维/玄武纤维混织布F中碳纤维与玄武纤维的重量比为2：8，其中碳纤维/芳纶混织布J中碳纤维与芳纶的重量比为2：8，其中芳纶/玻纤混织布H中芳纶与玻纤的重量比为2：8，其中芳纶/玄武纤维混织布I中芳纶与玄武纤维的重量比为2：8；纤维布的编织方式为平纹织布1或斜纹织布2，根据不同应用领域，可以是单一结构也可以是两种编织方式复合设计。所述碳纤维、玻纤、芳纶、玄武纤维是高强度高模量材料，尤其是碳纤维和芳纶具有极高的强度与模量与尼龙复合时，对尼龙树脂起到很好的增强作用。两种复合可制备高强度高模量的复合材料。本专利技术采用尼龙树脂作包覆粘结材料，纤维布做骨架材料，解决了单向纤维作增大材料在加热模压过程中，纤维随尼龙熔融流动产生滑移，导致板材中纤维分布不均，影响板材力学性能不匀的问题，保证复合板材各向性能均一。所述纤维布的克重为100-600g/m2，优选为200-400g/m2。采用纤维布作复合材料的增强骨架材料，与使用丝束比较，纤维经编织形成了很多交织点，有效避免了纤维在树脂熔融浸渍及模压过程中产生的滑移，纤维分散均匀，确保复合材料性能的均匀性，而且具有高强度，高模量。本专利技术的复合板材中各复合片材中作为骨架的纤维布根据应用领域要求不同，可以任意组合，各层尼龙/纤维布复合片材中的纤维布主要选择范围为碳纤维布A、玻纤布B、玄武纤维布C、芳纶布D、碳纤维/玻纤混织布E、碳纤维/玄武纤维混织布F、碳纤维/芳纶混织布J、芳纶/玻纤混织布H或芳纶/玄武纤维混织布I。本专利技术中各层纤维布可以选择同一种布或多种布混合构成，具体铺设形式可以是全部为(1)A型、(2)B型、(3)C型、(4)D型、(5)E型、(6)F型、(7)J型、(8)H型、(9)I型；再或者(10)ABAB型、(11)ACAC型、(12)ADAD型、(13)BCBC型、(14)BDBD型等等两种不同纤维布构成的交替形式铺设；或(15)nAmBnA型、(16)nAmCnA型；(17)nBmAnB型、(18)nBmDnB型(19)nDmBnD型、(20)nDmCnD型、(21)nBmAnBmAnB型、(22)nBmDnBmDnB型或(23)nBmAnBxDnB型，n、m、x表示具体层数，一般为1-20，可根据使用要求及成本选择n、m、x的具体取值，其中n、m、x表示在具体纤维布形式(A型、B型、C型、D型)的前方，表示该类型纤维布为n、m、x层，n、m、x的值可相同亦可不同。单纤布与混纤布铺设方式可以是(24)AnEA型、(25)AnFA型、(26)AnJA型、(27)AnHA型、(28)AnIA型；或(29)BnEB型、(30)BnFB型、(31)BnJB型、(32)BnHB型、(33)BnIB型；(34)CnEC型、(36)CnFC型、(36)CnJC型、(37)CnHC型、(39)CnI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述连续纤维增强长碳链尼龙复合板材由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压成型，所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其尼龙树脂在加热条件下熔融而浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。

【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述连续纤维增强长碳链尼龙复合板材由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压成型，所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其尼龙树脂在加热条件下熔融而浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。2.根据权利要求1所述的连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述尼龙/纤维布复合片材中的尼龙树脂和纤维布的重量比例为(30-40)：(60-70)。3.根据权利要求1所述的连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述尼龙/纤维布复合片材的层数为5-40层，每层的厚度相同，当整体的厚度为(1.7-13.6)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.6m，长度为1.0-1.8m，当整体的厚度为(3.4-10.0)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.2m，长度为1.0-1.8m。4.根据权利要求1所述的连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述尼龙/纤维布复合片材中还含有抗氧剂、抗紫外光吸收剂和润滑剂，所述尼龙树脂与抗氧剂的重量比为(30-60)：(0.3-0.8)；所述尼龙树脂与抗紫外光吸收剂的重量比为(30-60)：(0.2-0.8)；所述尼龙树脂与润滑剂的重量比为(30-60)：(0.1-1.0)。5.根据权利要求1所述的连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，所述尼龙树脂为脂肪族尼龙及半芳香族尼龙中的一种或两种或以上，其中，脂肪族尼龙包括PA6、PA56、PA66、PA610、PA611、PA612、PA1010、PA613、PA11、PA12、PA46、PA1313；半芳香族尼龙包括PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA13T。6.根据权利要求1所述的连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其特征在于，各层尼龙/纤维布复合片材中的纤维布为碳纤维布A、玻纤布B、玄武纤维布C、芳纶布D、碳纤维/玻纤混织布E、碳纤维/玄武纤维混织布F、碳纤维/芳纶混织布J、芳纶/玻纤混织布H或芳纶/玄武纤维混织布I，各层纤维布可以相同或不同；其中碳纤维/玻纤混织布E中碳纤维与玻纤的重量比为2：8，其中碳纤维/玄武纤维混织布F中碳纤维与玄武纤维的重量比为2：8，其中碳纤维/芳纶混织布J中碳纤维与芳纶的重量比为2：8，其中芳纶/玻纤混织布H中芳纶与玻纤的重量比为2：8，其中芳纶/玄武纤维混织布I中芳纶与玄武纤维的重量比为2：8；纤维布的编织方式为平纹织布或斜纹织布，各...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如意，邓凯桓，
申请(专利权)人：长沙五犇新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43