一种可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料及其制备方法，其制备方法包括连续碳纤维经电化学处理后干燥、碳纤维裁切、制备水溶性聚氨酯上浆剂并涂覆于碳纤维织物表面、碳纤维织物裁切、以及将碳纤维织物与聚苯硫醚材料通过热压等步骤，从而得到可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料。所得材料孔隙率为0.4～2％，拉伸强度为154～836MPa，压缩强度为164～500MPa，弯曲强度为272～923MPa。本发明专利技术的方法具有高效、环保、可实现规模化生产等优势，制得的复合材料可替代金属用于航空航天、医疗、机械、汽车和轨道交通、石油运输等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属碳纤维增强聚苯硫醚(cf/pps)复合材料，具体涉及一种可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、pps是一种综合性能优异的特种工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等优点。并且能通过挤出法、连续层压、自动化纤维/带材铺层法、软外壳模塑及注射模塑法等加工，所以广泛应用于汽车、电子电器和航空航天等各个领域，市场需求量剧增。纺织结构碳纤维织物增强的pps复合材料更加令人关注。

2、然而cf/pps热塑性复合材料的主要问题在于其层间剪切强度(ilss)较低(热固性复合材料的ilss通常超过80mpa，而大部分cf/pps热塑性复合材料的ilss仅为40-70mpa)，使用过程中容易分层失效。造成该性能缺陷的主要原因在于碳纤维与pps基体的界面相互作用较弱、浸润性很差，在复合材料成型加工过程中容易产生孔隙。其根本原因是cf呈较稳定的六元环结构，表面由非极性的且由高度有序的石墨基面构成，使得纤维表面含有较少的活性官能团，而pps熔体粘度高，因此碳纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维(CF)为缎纹织物形式，或短切纤维、长纤维、纤维毡、连续纤维丝束，或平纹、斜纹、无屈曲织物形式。

3.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率CF/PPS复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的电化学处理是指在1～2mol/L的碳酸氢铵电解液中，通入电流密度为0.3～0.5mA/cm2的交流电，将碳纤维直接进入电解池，以石墨棒作为负极，碳纤维作为正极，电解...

【技术特征摘要】

1.一种可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述的碳纤维(cf)为缎纹织物形式，或短切纤维、长纤维、纤维毡、连续纤维丝束，或平纹、斜纹、无屈曲织物形式。

3.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的电化学处理是指在1～2mol/l的碳酸氢铵电解液中，通入电流密度为0.3～0.5ma/cm2的交流电，将碳纤维直接进入电解池，以石墨棒作为负极，碳纤维作为正极，电解时间为90～100s；电化学处理后的碳纤维通过水洗槽，水为常温下的自来水，然后通过99～100℃的干燥炉进行干燥。

4.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，分别将碳纤维和聚苯硫醚裁剪成相应的尺寸，其中，根据不同角度的铺层需求，将碳纤维织物沿着与纤维方向成不同角度的方向裁剪，以获得不同纤维方向的碳纤维织物，铺层的角度为主轴坐标系和参考坐标系的夹角。

5.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的高温分解是指在300～420℃下烧结5～180min，以去除表面的热固性上浆剂。

6.根据权利要求1所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的碳纤维用界面增强聚氨酯乳液型上浆剂的制备方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的可调节力学性能的低孔隙率cf/pps复合材料的制备方法，其特征在于，所述的上浆剂的主浆料为聚氨酯乳液，由聚氨酯及水溶剂组成，乳化剂的质量为主浆料质量的5～20％，润湿剂的质量为主浆料质量的0.5～2％，交联剂的质量为主浆料质量的1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：任国强，朱姝，李静，周剑峰，张超，王天成，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：