碳纤维片状模塑料的制造方法和设备技术

提供了制造碳纤维片状模塑料的方法，所述方法包括：使用上浆剂对碳纤维进行上浆处理；将经上浆处理的碳纤维切成片；将碳纤维的所述片喷洒在涂覆于第一载体片材的表面上的第一树脂上；以及将涂覆在第二载体片材上的第二树脂和所述第一树脂的表面合并在一起，其中所述上浆剂、所述第一树脂和所述第二树脂包含相同的化合物。

Manufacturing method and equipment of carbon fibre sheet moulding plastics

A method for manufacturing carbon fibre sheet moulding plastics is provided. The methods include: sizing carbon fibers with sizing agent; slicing carbon fibers treated with sizing; spraying the said sheets of carbon fibers on the first resin coated on the surface of the first carrier sheet; and coating on the second carrier sheet. The surfaces of the second resin and the first resin are combined, and the sizing agent, the first resin and the second resin contain the same compound.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碳纤维片状模塑料的制造方法和设备
以下说明书涉及用于制造碳纤维片状模塑料的方法和设备，并且更特别地，涉及可以改善碳纤维与树脂之间的粘合性和分散性的用于制造碳纤维片状模塑料的方法和设备。
技术介绍
纤维增强塑料(Fiberreinforcedplastics，FRP)是指通过用树脂浸渍增强材料(例如纤维)来增强以提高机械强度、耐热性、拉伸强度和抗冲击性的塑料，以及FRP的类型包括块状模塑料(bulkmoldingcompound)、片状模塑料(sheetmoldingcompound)等。片状模塑料可以在室温和大气压下模塑，对来自酸、碱、盐、溶剂、海水等的腐蚀具有强的抗性，并且强度、耐热性和耐腐蚀性也优异，因此其被广泛用作半永久性元件以用于各种工业部门工艺(industrialsectorprocess)。特别是使用碳纤维作为增强纤维的碳纤维片状模塑料的使用正在日益增加，原因是与其他增强纤维相比，碳纤维具有重量轻和刚度高的特性。然而，通常，碳纤维具有低的与用作片状模塑料的树脂的不饱和聚酯或乙烯基酯树脂的粘合性，使得它们的特性未充分表现并且其均匀分布是困难的，并且由于碳纤维由数千至数万股聚集形成，因此难以切割碳纤维。因此，需要开发用于将碳纤维更有效地应用于片状模塑料的制造方法或制造设备。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提供用于制造碳纤维片状模塑料的方法和设备，其能够改善碳纤维与树脂之间的粘合性和分散性并具有优异的机械物理特性。技术方案在一个总的方面中，提供了制造碳纤维片状模塑料的方法，所述方法包括：使用上浆剂对碳纤维进行上浆处理；将经上浆处理的碳纤维切成片；将碳纤维的片喷洒在涂覆于第一载体片材的表面上的第一树脂上；以及将涂覆在第二载体片材上的第二树脂和第一树脂的表面合并在一起，其中上浆剂、第一树脂和第二树脂包含相同的化合物。上浆剂、第一树脂和第二树脂可包含乙烯基酯、不饱和聚酯和环氧树脂中至少一者。上浆处理可在这样的状态下进行：其中碳纤维被扩展为其原始宽度的1.2倍至5倍宽。在碳纤维的上浆处理中，基于碳纤维的总重量，可以用量为1重量％至10重量％的上浆剂涂覆碳纤维。在另一个总的方面中，提供了用于制造碳纤维片状模塑料的设备，所述设备包括：纤维预处理部分，其对碳纤维进行上浆处理；和片材制造部分，其使用通过纤维预处理部分预处理的碳纤维制造片材，其中纤维预处理部分依次包括用以供给碳纤维的纤维辊、包含上浆剂的储槽、和用以切割碳纤维的切割装置，片材制造部分包括用以供给载体片材的片材辊和包含待涂覆在载体片材的表面上的树脂的树脂涂覆部分，并且上浆剂和所述树脂包含相同的化合物。储槽可包括复数个辊，并且复数个辊可沿储槽的深度方向一个在另一个上方垂直地交替布置。纤维预处理部分和片材制造部分可各自包括干燥炉。有益效果如上所述，根据本专利技术的实施方案的用于制造碳纤维片状模塑料的方法和设备，可以提高碳纤维片状模塑料的碳纤维与树脂之间的粘合力和分散性。其他特征和方面将由以下详细描述、附图和权利要求显而易见。附图说明图1为根据本专利技术的一个实施方案的用于制造碳纤维片状模塑料的设备的截面图。图2为根据本专利技术的一个实施方案制造的碳纤维片状模塑料的截面图。图3示出根据本专利技术的实施例(A)和比较例(B)制造的碳纤维片状模塑料的截面的扫描电子显微镜(SEM)照片。具体实施方式下文中，将通过实施例和比较例详细地描述本专利技术的结构和效果。然而，本实施例旨在进一步举例说明本专利技术，并且本专利技术的范围不限于所述实施例。实施例使用图1所示本专利技术的碳纤维片状模塑料制造设备制备碳纤维片状模塑料。在这种情况下，使用已经经历上浆处理的碳纤维，并且通过以相同方式施用乙烯基酯来制备上浆剂和树脂。此外，涂覆在碳纤维上的上浆剂的量为碳纤维的5重量％，并且将经切割的碳纤维的长度设定为2英寸。比较例以与实施例中相同的方式制备碳纤维片状模塑料，不同之处在于不使碳纤维通过纤维预处理部分并且不进行进一步上浆处理。实验例(1)粘合性测量通过层间剪切强度和截面扫描电子显微镜(SEM)照相术确定根据实施例和比较例制备的各个碳纤维片状模塑料的树脂与碳纤维之间的界面粘合性。(2)机械物理特性测量测量挠曲强度和夏比冲击强度作为根据实施例和比较例制备的各个碳纤维片状模塑料的机械物理特性，其中根据JISK6911测量挠曲强度，并且根据JISK7077测量夏比冲击强度。(3)碳纤维分散性测量为了测量通过包含在根据实施例和比较例制备的碳纤维片状模塑料中的碳纤维的预处理所获得的碳纤维分散性，将碳纤维片状模塑料切成尺寸为50cm×50cm，将经切割的碳纤维片状模塑料的表面如下所示分成9部分，并测量各个部分的碳纤维体积含量。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)结果示于表1、表2和图3中。表1表2实施例(重量％)比较例(重量％)(1)31.328.9(2)30.126.9(3)31.927.2(4)30.929.9(5)29.931.6(6)31.227.8(7)31.629.1(8)30.128.1(9)31.227.8平均30.928.6偏差0.71.5首先，如表1和图3所示，可以确定与根据比较例的碳纤维片状模塑料相比，根据实施例的碳纤维片状模塑料具有改善的在碳纤维与树脂之间的粘合性，并因此机械物理特性是优异的。此外，如表2所示，可以确定与根据比较例的碳纤维片状模塑料相比，根据实施例的碳纤维片状模塑料的各个部分的碳纤维含量分布均匀。专利技术实施方式下文中，将参照附图详细地描述本专利技术的实施方案以便由本领域普通技术人员容易地实践。应当理解，本专利技术不应被解释为限于本文所陈述的实施方案并且可以以许多不同的形式具体化。为清楚起见，将省略对公知部件的任何冗余描述，并且相同的附图标记在整个说明书中是指相同的元件。为了便于描述，附图中元件的尺寸和厚度可被放大。换言之，由于为了便于描述，任意地举例说明附图中组件的尺寸和厚度，所以以下实施方案不限于此。在附图中，厚度被放大以使各个层和区域清楚，并且一些层和区域的厚度被放大以便于描述。在本说明书中，除非有明确相反的描述，否则词语“包含/包括”应被理解为暗指包括所述要素但不排除任何其他要素。下文中，将参照图1详细地描述根据本专利技术的实施方案的用于制造碳纤维片状模塑料的方法和设备。图1为根据本专利技术的一个实施方案的用于制造碳纤维片状模塑料的设备的截面图。参照图1，根据本专利技术的一个实施方案的用于制造碳纤维片状模塑料的设备包括纤维预处理部分1000和片材制造部分2000。首先，将详细地描述纤维预处理部分1000。根据本专利技术的一个实施方案的纤维预处理部分1000配置成用以对待包含在碳纤维片状模塑料中的碳纤维13上浆(sizing)，并且可以包括其上卷绕有碳纤维13的纤维辊10、包含上浆剂50的储槽100、第一干燥炉200、和用以切割经上浆处理的碳纤维15的切割装置300。为了便于举例说明，图1仅示出一个其上卷绕有碳纤维13的纤维辊10，但是可以设置复数个纤维辊10。卷绕在纤维辊10上的碳纤维13可以是已经经历多于一次上浆处理以将其丝聚集成股(strand)的碳纤维13。可以将卷绕在纤维辊10上的碳纤维13供给至包含用于上浆处理的上浆剂50的储槽100中，并且可以使其经历上浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造碳纤维片状模塑料的方法，所述方法包括：使用上浆剂对碳纤维进行上浆处理；将经上浆处理的碳纤维切成片；将碳纤维的所述片喷洒在涂覆于第一载体片材的表面上的第一树脂上；以及将涂覆在第二载体片材上的第二树脂和所述第一树脂的表面合并在一起，其中所述上浆剂、所述第一树脂和所述第二树脂包含相同的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.08 KR 10-2017-00174801.一种制造碳纤维片状模塑料的方法，所述方法包括：使用上浆剂对碳纤维进行上浆处理；将经上浆处理的碳纤维切成片；将碳纤维的所述片喷洒在涂覆于第一载体片材的表面上的第一树脂上；以及将涂覆在第二载体片材上的第二树脂和所述第一树脂的表面合并在一起，其中所述上浆剂、所述第一树脂和所述第二树脂包含相同的化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述上浆剂、所述第一树脂和所述第二树脂包含乙烯基酯、不饱和聚酯和环氧树脂中至少一者。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述上浆处理在这样的状态下进行：其中所述碳纤维被扩展为其原始宽度的1.2倍至5倍宽。4.根据权利要求3所述的方法，其中在所述碳纤维的所述上浆处理中，基于所述碳纤维的总重量，用量为1重量％至1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金光洙，金潢龙，姜昌远，
申请(专利权)人：东丽先端素材株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR