纤维增强复合材料用芳纶预浸料的制造方法技术

本发明专利技术涉及纤维增强复合材料用芳纶预浸料的制造方法，具体是，在硅烷水性偶联剂中浸渍芳纶织物，用轧液辊挤压固化之后，在其一面或两面挤压硅橡胶而可以整体进行连续处理和自动化工艺，尤其为适合制造耐高温高压等恶劣环境的橡胶复合材料的芳纶织物预浸料制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及，具体是，在硅烷水性偶联剂中浸渍芳纶织物，用轧液辊挤压固化之后，在其一面或两面挤压硅橡胶而可以整体进行连续处理和自动化工艺，尤其为适合制造耐高温高压等恶劣环境的橡胶复合材料的芳纶织物预浸料制造方法。【专利说明】
本专利技术涉及。具体是，在硅烷水性偶联剂中浸溃芳纶织物，用轧液辊挤压固化之后，在其一面或两面挤压硅橡胶而可以整体进行连续处理和自动化工艺，尤其为适合制造耐高温高压等恶劣环境的橡胶复合材料的芳纶织物预浸料制造方法。
技术介绍
一般纤维增强复合材料是指先制造在增强纤维的两面涂抹基体树脂(matrixresin)的预浸料(pr印reg)，把这些预浸料积层数张后挤压形成的工业用基础材料。因其增强纤维的张力和基体树脂的形态稳定性而广泛用于各种工业用结构材料或军事用防护材料以及休闲用品等。上述增强纤维主要使用碳化纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，作为基体树脂广泛使用环氧树脂、聚脂树脂或各种橡胶成分。所谓预浸料(Prepreg)是Preimpregnated Materials的缩写，是指增强纤维的两面上述基体树脂被浸溃、涂抹的片(Sheet)形态的中间材料。这种预浸料的物性对最终复合材料的性能，尤其对强度(strength)、耐蚀性(corrosion resistance)、疲劳寿命(fatigue)、耐磨损性(wear resistance)、耐冲击性(impact resistance)、轻量化(weight reduction)等产生较大影响。如上所述，纤维增强复合材料根据其中间材料即预浸料的种类，尤其是增强纤维的种类或纤维的排列形态、基体树脂的种类，形成各种产品组。其中橡胶树脂用橡胶材料形成，用增强纤维用芳纶纤维形成的橡胶复合材料耐受高温高压的恶劣环境或连续振动冲击，弹性好而广泛用于车辆配件，如燃料管或振动板等材料。因此，传统的韩国专利公开第10-2010-0098470号(【公开日】期:2010年09月07日)介绍了一种以高弹性氯丁二烯橡胶(Polychloroprene)作为基体树脂，以高强度芳绝作为增强纤维的纤维增强橡胶复合材料的制造方法。该制造方法其实施步骤包括:a)对芳纶纤维织物实施等离子体处理；b)加热氯丁二烯橡胶，或者制造将氯丁二烯橡胶和交联剂溶解在有机溶剂中的橡胶组合物；c)对上述a)步骤的芳纶纤维织物涂敷b)步骤的橡胶组合物之后挤压制造预浸料；d)积层上述预浸料之后实施固化。但该方法为制造上述预浸料须先对增强纤维实施等离子体处理而所需设施规模较大，制造成本也很高。国际专利公开WO 2010/042465号(【公开日】期；2010年04月15日)介绍了一种在硅烷溶剂浸溃芳纶织物进行热处理之后粘贴硅树脂层制造出增强复合材料(reinforcedcomposite material)的方法。表示所述硅烷溶剂与水一起使用，因硅烷化合物不能完全溶解于水而无法获得同性质的硅烷溶液，而该硅烷溶液具有不容易渗透织物内部的问题。实际上，所述国际专利公开WO 2010/042465号并没有叙述以水为溶液使用的实施例。相反，将上述硅烷溶液与有机溶液一起使用则释放有害作业人员身体的挥发性有机物质，造成作业环境恶劣，尤其在热处理过程中，容易引发火灾，预浸料的剥离程度也较弱。而且，根据上述国际专利公开WO 2010/042465号上叙述的方法，浸溃和烘干芳纶织物所需时间较长，约需要一天左右的时间，各个工艺所需时差太大，导致整个工艺无法实施自动化连续处理。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的技术问题是，提供一种将芳纶织物作为增强纤维使用，将硅橡胶作为基体树脂使用，但在制造工艺中不使用挥发性有害物质，以保护作业环境，而且可以利用简单的自动化设备进行连续作业，进而制造出强度比传统产品更强的。技术方案本专利技术所采用的技术方案是提供一种纤维增强芳纶预浸料的制造方法，其特征在于，该实施步骤包括:a)准备对于从η- (2_氛基乙基)_3_氛基丙基二甲氧基硅烷、3_ (缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)、3_甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷中选择的某一个以上的100重量份的硅烷化合物，用30-50重量份的乙酸和800-900重量份的水组成芳纶水性偶联剂；b)在上述硅烷水性偶联剂中浸溃芳纶织物之后，用3.5-4.5kg/cm2压力的轧液辊进行挤压；c)将上述b)步骤挤压的芳纶织物在100-120°C的温度下烘干1-3分钟之后，重新在180-250°C的温度下固化3_8分钟；d)在上述c)步骤中固化的芳纶织物的一面或两面挤压硅橡胶板。另外的特征在于，上述d)步骤是在上述c)步骤获得的芳纶织物的两面分别积层每一平方米重量达460-500g的硅橡胶板，在200-220°C的温度下，以3_3.5kg/cm2的压力挤压。有益效果本专利技术的有益效果是，可以连续进行将芳纶织物浸溃在硅烷水性偶联剂中固化的一系列工艺，制造过程中不使用有害物质，烘干时间可缩短到10分钟以内，从而大幅节省芳纶预浸料的制造成本。而且，根据本专利技术制造的芳纶预浸料，可以保持根据ASTM D1876-01方法测量剥离强度为90-130MPa的高强度，适用于汽车用燃料管或振动板，铁路汽车用连接膜等。【具体实施方式】下面对本专利技术详细进行描述。本专利技术的是将芳纶织物作为增强纤维使用，将硅橡胶作为基体树脂使用，并分为以下四个步骤。(A)准备偶联剂本专利技术首先为加强与增强纤维即芳纶织物和基体树脂即硅橡胶的相容性，准备拟在所述芳纶织物上浸溃的硅烷水性偶联剂。原来硅烷偶联剂是为增强玻璃纤维和用有机树脂物形成的复合材料之间的相容性而开发，但随着各种复合材料的发展，已广泛用于增强有机材料和无机材料之间的粘合力。尤其近来除了简单的粘合功能之外，还为了赋予耐热、耐水、电和磁特性、改良加工性、增强材料强度等特性,增加了各种功能。本专利技术使用的硅烷水性偶联剂是优选地，对于从n- (2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷)、3_甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷中选择的某一个以上的硅烷化合物100重量份，由乙酸30-50重量份和水800-900重量份组成。所述硅烷化合物全部具有水溶性，在水中易于溶解，但所述乙酸具有增强硅熔化合物的水溶性的功能。因此所述乙酸的含量对硅烷化合物100重量份不到30重量份，则硅烷化合物不能完全溶解于水，反之超过50重量份，则所述硅烷水性偶联剂的pH会变得过闻。所述水作为将硅烷化合物在织物上均匀地涂敷的介质，其含量低于800重量份，则硅烷化合物的浓度太高而损失费用，相反超过900重量份，则存在硅烷化合物处理效果不足的问题。(B)浸溃、挤压 然后，在上述硅烷水性偶联剂中浸溃芳纶强物之后，用3.5-4.5kg/cm2压力的轧液辊进行挤压。本专利技术中作为增强纤维使用的芳纶织物的原材料是与两个芳香链直接连接的胺基(-C0NH-)结合85%以上的芳香聚酰胺，区分成间位(m-Aramid)芳纟仑及对位(p-Aramid)芳纶。间位纤维的抗张强度高达20_26g/d，抗张弹性模量达到460-1，100g/d，价格比其它超高强力丝低，占超高强度纤 维市场的70%左右而成为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东明，罗庸元，张盛奎，
申请(专利权)人：株白日，
类型：
国别省市：