本发明专利技术公开了一种热塑性FRP材料及其制备方法与应用，通过在轻质、高强的碳纤维束中加入低成本、韧性更好的玄武岩纤维束，能够降低复合材料的成本，还能改善复合材料的脆性失效形态，得到正混杂效应；且复合材料的刚度也得到增强；并通过采用热塑性的聚醚酮酮作为树脂基体，能够有效解决热固性FRP材料的不便，还能使得到的热塑性FRP材料的防腐能力得到提升，适用于防腐工程。适用于防腐工程。
【技术实现步骤摘要】
一种热塑性FRP材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及一种热塑性FRP材料及其制备方法与应用，属于FRP材料领域。
技术介绍
[0002]纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）是一种由增强纤维材料与树脂基体按照一定的比例混合而制成的高性能复合材料，因其具有优良的力学性能（轻质高强）、成熟的制作工艺（可设计性强）、较强的适应性（耐久耐腐蚀）等一系列优势，成为目前在防腐工程领域应用愈加广泛的一种新型结构材料；但现有防腐工程中用FRP材料多为单一纤维复合材料，该种复合材料常因单一纤维的缺陷使其在某些方面的表现较差。
[0003]另外，目前对FRP 材料的应用主要采用热固性FRP，但是因为其不具备二次加工性能导致材料固化成型后形状无法再次改变，在施工现场完全不具备再加工能力，同时热固性FRP 普遍存在硬脆、耐冲击性差、固化成型周期长、难以回收再利用、环境适应性差等缺陷。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出了一种以热塑性乙烯基酯树脂为基体材料、碳纤维和玄武岩纤维为混杂增强材料的热塑性FRP材料及其生产方法与应用，通过对材料以及生产工艺中参数进行调控，得到了性能优异的热塑性FRP材料。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种热塑性FRP材料的制备方法，包括如下步骤：将混杂纤维束在牵引下经过热塑性树脂浆液充分浸润，再烘干去除溶剂，得到包裹树脂的纤维束；所述混杂纤维束为碳纤维束和玄武岩纤维束；将纤维束依次经过熔融压延、牵引、卷曲，制得预浸带；将预浸带裁剪、叠加铺层并预热，再热压成型，得到热塑性FRP材料；所述热塑性FRP材料中，纤维含量为55
‑
70%，碳纤维束和玄武岩纤维束的混杂比为2:7
‑
11。
[0006]作为本专利技术的一种优选，所述热塑性树脂浆液为将聚醚酮酮粉末和溶剂混合后充分搅拌而成，所述聚醚酮酮和溶剂的质量比为x：(100
‑
x)，其中x为7
‑
19。
[0007]作为本专利技术的一种优选，所述聚醚酮酮是由单体比例为55:45、65:35或75:25的对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯作为原料制备得到的，所述聚醚酮酮的粒径为15
‑
25μm。
[0008]作为本专利技术的一种优选，所述溶剂包括由质量比为3
‑
4:1二氯乙烷和三氟乙酸混合而成。
[0009]作为本专利技术的一种优选，所述热塑性树脂浆液加热至温度为40
‑
55℃；所述烘干去除溶剂的处理温度为70
‑
85℃。
[0010]作为本专利技术的一种优选，所述熔融压延处理中采用四辊压延机，其中，辊筒的温度从进料方向至出料方向依次递增，且相邻辊筒的温差为5
‑
10℃，辊筒温度Tmin≥300℃，Tmax≤380℃，辊筒的速比为1:(1.1
‑
1.2):(1.1
‑
1.2):1。
[0011]作为本专利技术的一种优选，所述预热采用电磁加热方式，温度为300
‑
330℃，预热时间为15
‑
25min。
[0012]作为本专利技术的一种优选，所述热压成型的温度为370
‑
390℃，成型压力为25
‑
45MPa，成型时间为90
‑
120min。
[0013]由上述方法制备得到的一种热塑性FRP材料。
[0014]上述的热塑性FRP材料在防腐工程中的应用。
[0015]本专利技术的有益效果在于：1、在轻质、高强的碳纤维束中加入低成本、韧性更好的玄武岩纤维束，能够降低复合材料的成本，还能改善复合材料的脆性失效形态，得到正混杂效应；且复合材料的刚度也得到增强；2、采用热塑性的聚醚酮酮作为树脂基体，能够有效解决热固性FRP材料的不足，还能使得到的热塑性FRP材料的防腐能力得到提升，适用于防腐工程。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术做具体的介绍。
[0017]实施例1将粒径为20μm，单体比例为65:35的对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯作为原料制备得到的聚醚酮酮PEKK粉末投入由质量比为3.5:1二氯乙烷和三氟乙酸混合而成的溶剂中，投入的聚醚酮酮粉末与溶剂的质量为比17.5：82.5，在室温下采用机械(2000r/min)并配合超声(30kHz)搅拌10h，使聚醚酮酮粉末与溶剂充分混合制得热塑性树脂浆液，将其投入浸浆池中并加热至53℃。
[0018]将混杂比为2:9的碳纤维CF束和玄武岩纤维BF束在0.1m/min的牵引速度下经过热塑性树脂浆液，使纤维束充分浸润，再经过烘箱，在70℃的温度条件下干燥去除溶剂，得到包裹树脂的纤维束；然后将纤维束通过四辊压延机进行熔融压延，其中，辊筒的温度从进料方向至出料方向依次递增，且相邻辊筒的温差为8℃，辊筒温度Tmin=300℃，辊筒的速比为1:1.1:1.1:1，然后再经过牵引、卷曲，制得预浸带。
[0019]将预浸带裁剪、进行铺层并采用电磁加热方式进行预热，预热温度为320℃，预热时间为20min，然后在温度390℃，成型压力40MPa下热压110min成型，得到热塑性FRP材料，所得热塑性FRP材料中，纤维含量为62%。
[0020]实施例2将粒径为25μm，单体比例为75:25的对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯作为原料制备得到的聚醚酮酮PEKK粉末投入由质量比为4:1二氯乙烷和三氟乙酸混合而成的溶剂中，投入的聚醚酮酮粉末与溶剂的质量为比14：86，在室温下采用机械(2000r/min)并配合超声(30kHz)搅拌10h，使聚醚酮酮粉末与溶剂充分混合制得热塑性树脂浆液，将其投入浸浆池中并加热至47℃。
[0021]将混杂比为2:15的碳纤维CF束和玄武岩纤维BF束在0.1m/min的牵引速度下经过热塑性树脂浆液，使纤维束充分浸润，再经过烘箱，在83℃的温度条件下干燥去除溶剂，得到包裹树脂的纤维束；然后将纤维束通过四辊压延机进行熔融压延，其中，辊筒的温度从进料方向至出料方向依次递增，且相邻辊筒的温差为5℃，辊筒温度Tmin=320℃，辊筒的速比
为1:1.1:1.1:1，然后再经过牵引、卷曲，制得预浸带。
[0022]将预浸带裁剪、进行铺层并采用电磁加热方式进行预热，预热温度为300℃，预热时间为25min，然后在温度385℃，成型压力45MPa下热压105min成型，得到热塑性FRP材料，所得热塑性FRP材料中，纤维含量为65%。
[0023]实施例3将粒径为15μm，单体比例为55:45的对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯作为原料制备得到的聚醚酮酮PEKK粉末投入由质量比为3:1二氯乙烷和三氟乙酸混合而成的溶剂中，投入的聚醚酮酮粉末与溶剂的质量为比11：89，在室温下采用机械(2000r/min)并配合超声(30kHz)搅拌10h，使聚醚酮酮粉末与溶剂充分混合制得热塑性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热塑性FRP材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将混杂纤维束在牵引下经过热塑性树脂浆液充分浸润，再烘干去除溶剂，得到包裹树脂的纤维束；所述混杂纤维束为碳纤维束和玄武岩纤维束；将纤维束依次经过熔融压延、牵引、卷曲，制得预浸带；将预浸带裁剪、叠加铺层并预热，再热压成型，得到热塑性FRP材料；所述热塑性FRP材料中，纤维含量为55
‑
70%，碳纤维束和玄武岩纤维束的混杂比为2:7
‑
11。2.根据权利要求1所述的一种热塑性FRP材料及其制备方法与应用，其特征在于，所述热塑性树脂浆液为将聚醚酮酮粉末和溶剂混合后充分搅拌而成，所述聚醚酮酮和溶剂的质量比为x：(100
‑
x)，其中x为7
‑
19。3.根据权利要求2所述的一种热塑性FRP材料的制备方法，其特征在于，所述聚醚酮酮是由单体比例为55:45、65:35或75:25的对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯作为原料制备得到的，所述聚醚酮酮的粒径为15
‑
25μm。4.根据权利要求2所述的一种热塑性FRP材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括由质量比为3
‑
4:1二氯乙烷和三氟乙酸混合而成。5.根据权利要求1所述的一种热塑性FRP材料的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴红，王恭娟，董相如，刘蔚，
申请(专利权)人：南京海柯玛新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。