耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，包括：1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。本发明专利技术提供的制备方法获得的蜂窝材料退役后可回收重复利用，避免了热固性复合材料结构废弃物污染环境的缺点。料结构废弃物污染环境的缺点。料结构废弃物污染环境的缺点。

【技术实现步骤摘要】
耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法


[0001]本专利技术特别涉及一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，属于复合材料蜂窝


技术介绍

[0002]纤维增强复合材料蜂窝是一种新型夹层结构芯材，有效提高结构件强度、刚度的同时，大幅降低系统的总体重量，是先进高性能轻质复合材料结构件重要发展方向。目前复合材料蜂窝基体树脂采用环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂体系，结构强度和刚度高，但复合材料固化之后自然降解难度大，周期长，退役的复合材料结构件只能粉碎深埋或闲置场地堆放，占地广，对环境产生巨大危害。
[0003]纤维增强热塑性树脂基复合材具有韧性高，抗冲击性能强，强度高，可回收重复利用等优点，但热塑性树脂熔融态粘度大与增强纤维浸润性差，界面相互作用弱，无法充分发挥热塑性树脂基复合材料性能优势，也难于制备的超薄的复合材料片材。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，从而克服现有技术中的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术提供了一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，包括：
[0007]1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；
[0008]2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；
[0009]3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；
[0010]4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。
[0011]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下优点：
[0012]本专利技术提供的制备方法中的去浆处理和重新上浆工艺绿色环保，不污染环境；以及，纤维增强复合材料先片材成型，再蜂窝结构成型，保证了蜂窝单胞骨架的一致性。
[0013]本专利技术提供的制备方法采用水性悬浊液喷涂工艺，树脂复合更均匀，与熔融树脂制备预浸料工艺相比，能耗更低，树脂不因长时间加温而发生性能改变。
[0014]本专利技术提供的制备方法所采用蜂窝热压
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拉伸成型工艺与传统蜂窝制备工艺(涂胶叠合、压制、拉伸、定型、浸胶、烘干、固化)相比，节省了工艺工序，提高了生产效率。
[0015]本专利技术提供的制备方法获得的蜂窝材料退役后可回收重复利用，避免了热固性复合材料结构废弃物污染环境的缺点。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例中所采用的掩膜版的结构示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例中所采用的蜂窝齿形压合模具的结构示意图。
具体实施方式
[0018]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0019]本专利技术提供了一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，包括：
[0020]1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；
[0021]2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；
[0022]3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；
[0023]4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。
[0024]进一步的，所述步骤1)具体包括：在惰性气体保护气氛下对所述第一纤维进行加热处理，以除去所述第一纤维表面的原有浆层。
[0025]进一步的，所述加热处理的温度为400℃～600℃，加热处理的时间为2h～8h。
[0026]进一步的，所述加热处理的方式包括烘烤加热。
[0027]进一步的，所述步骤2)具体包括：先在所述纤维基体的表面形成聚酰胺酸浆层，然后将所述聚酰胺酸浆层进行热亚胺化，形成聚酰亚胺浆层。
[0028]进一步的，所述步骤2)具体包括：
[0029]将所述纤维基体浸渍在聚酰胺酸上浆剂中，经干燥处理后形成所述聚酰胺酸浆层；
[0030]将所述聚酰胺酸浆层加热至260℃～340℃进行热亚胺化，形成聚酰亚胺浆层。
[0031]进一步的，所述聚酰胺酸上浆剂中聚酰胺酸的含量为0.5w％～5w％。
[0032]进一步的，所述的制备方法，具体包括：将所述聚酰胺酸浆层以50℃/0.5h的升温速率梯度加热至300℃进行热亚胺化。
[0033]进一步的，所述步骤3)具体包括：
[0034]在所述第二纤维表面形成热塑性树脂分散液；
[0035]将表面形成热塑性树脂分散液的第二纤维加热形成热属性树脂基预浸料；
[0036]将所述热属性树脂基预浸料热压形成所述纤维增强热塑性树脂基复合材料。
[0037]进一步的，所述热塑性树脂分散液中热塑性树脂的含量为20wt％～40wt％。
[0038]进一步的，所述热塑性树脂分散液包括去离子水40wt％～60wt％、热塑性树脂(如聚醚醚酮(PEKK)1000目)20wt％
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40wt％、助溶剂2wt％
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10wt％、增稠剂1wt％
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10wt％、活性剂/分散剂0.5wt％
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10wt％、消泡剂0.5wt％～5wt％、增强纳米材料0wt％～5wt％。
[0039]进一步的，所述热塑性树脂包括聚醚醚酮(peek)、聚醚酮酮(pekk)、热塑性聚酰亚胺(TPI)、聚醚酰亚胺(PEI)中的任意一种或两种以上的组合。
[0040]进一步的，所述助溶剂包括乙醇/乙二醇中的一种或两种以上的组合。
[0041]进一步的，所述增稠剂包括纤维素醚类/聚乙烯醇类/SiO2水溶液的一种或两种以
上的组合。
[0042]进一步的，所述活性剂/分散剂包括AFCONA
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5071阴离子型羧酸氨盐。
[0043]进一步的，所述消泡剂包括AFCONA
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2524/BYK
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021/BYK
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094中的一种。
[0044]进一步的，所述增强纳米材料包括纳米二氧化硅。
[0045]进一步的，所述的制备方法具体包括：将表面形成热塑性树脂分散液的第二纤维在260℃～340℃条件下加热形成热属性树脂基预浸料。
[0046]进一步的，所述的制备方法具体包括：在340℃～390℃、10Mpa～25Mpa的条件下将所述热属性树脂基预浸料热压形成所述纤维增强热塑性树脂基复合材料。
[0047]进一步的，所述步骤4)具体包括：先采用模具压制的方式将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料形成坯体，再将所述坯体拉伸形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。
[0048]进一步的，所述步骤4)具体包括：先将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制成片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，其特征在于，包括：1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：在惰性气体保护气氛下对所述第一纤维进行加热处理，以除去所述第一纤维表面的原有浆层；优选的，所述加热处理的温度为400℃～600℃，加热处理的时间为2h～8h；优选的，所述加热处理的方式包括烘烤加热。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：先在所述纤维基体的表面形成聚酰胺酸浆层，然后将所述聚酰胺酸浆层进行热亚胺化，形成聚酰亚胺浆层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：将所述纤维基体浸渍在聚酰胺酸上浆剂中，经干燥处理后形成所述聚酰胺酸浆层；将所述聚酰胺酸浆层加热至260℃～340℃进行热亚胺化，形成聚酰亚胺浆层；优选的，所述聚酰胺酸上浆剂中聚酰胺酸的含量为0.5w％～5w％。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将所述聚酰胺酸浆层以50℃/0.5h的升温速率梯度加热至300℃进行热亚胺化。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：在所述第二纤维表面形成热塑性树脂分散液；将表面形成热塑性树脂分散液的第二纤维加热形成热属性树脂基预浸料；将所述热属性树脂基预浸料热压形成所述纤维增强热塑性树脂基复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永疆，赖毓康，杨依山，仝腾腾，陈红光，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：