一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置、制备方法及产品.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115674637A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202211459656.0B29B9/14(2006.01)(22)申请日2022.11.16C08J5/06(2006.01)C08L77/06(2006.01)(71)申请人太原理工大学C08L1/28(2006.01)地址030024山西省太原市万柏林区迎泽C08K9/00(2006.01)西大街79号C08K7/06(2006.01)(72)发明人刘江林杨冬冬梁建国郑仁辉李志鹏赵润田杨磊(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理有限公司11562专利代理师李彬(51)Int.Cl.B29C48/40(2019.01)B29C48/505(2019.01)B29C48/68(2019.01)B29B9/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置、制备方法及产品(57)摘要本发明公开了一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置、制备方法及产品，属于复合材料技术领域，所述双螺杆挤出装置包括机筒和螺杆，所述螺杆位于机筒内，所述双螺杆挤出装置包括进料段、混合段、剪切段、排气段和出料段；其中，所述混合段的螺杆包括啮合块；所述剪切段的螺杆包括反螺纹；所述排气段的机筒包括排气口。本发明同时公开了利用上述装置制备碳纤维增强树脂基复合材料的方法以及碳纤维增强树脂基复合材料产品。本发明充分考虑到材料混合不均匀以及排气等问题，通过多段区域的配合，达到混合均匀，孔隙少以及短切碳纤维长度均一的技术效果。并且，本发明中的装置及制备方法利于进行推广使用。CN115674637ACN115674637A权利要求书1/2页1.一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，包括机筒和螺杆，所述螺杆位于机筒内，其特征在于，所述双螺杆挤出装置包括进料段、混合段、剪切段、排气段和出料段；其中，所述混合段的螺杆包括啮合块；所述剪切段的螺杆包括反螺纹；所述排气段的机筒包括排气口。2.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，其特征在于，所述进料段的机筒包括进料口，螺杆包括螺距依次降低的第一双头螺纹、第二双头螺纹和第三双头螺纹。3.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，其特征在于，所述啮合块数量为5块，且依次旋转排列，所述旋转角为45°，旋转方向与所述进料段螺杆螺纹方向相同。4.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，其特征在于，所述反螺纹数量为2，螺距为15mm。5.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，其特征在于，所述排气段还包括螺距依次增加的第四双头螺纹和第五双头螺纹。6.根据权利要求1所述的一种用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置，其特征在于，所述出料段的机筒包括出料口，螺杆包括螺距依次递减的第六双头螺纹、第七双头螺纹和第八双头螺纹。7.一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，利用权利要求1‑6任一项所述的用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置进行制备，具体包括以下步骤：(1)将碳纤维浸入水中，超声振荡10min，然后加入分散剂，搅拌均匀后继续超声振荡10min，再滴加消泡剂，然后向其中加入水稀释、过滤、干燥，得到处理后的短切碳纤维；(2)将树脂材料进行干燥脱水，得到干燥后的树脂材料；(3)将所述处理后的短切碳纤维和干燥后的树脂材料混合后，从进料口加入至权利要求1‑6任一项所述的用于制备碳纤维增强树脂基复合材料的双螺杆挤出装置进行挤出造粒，再依次进行注塑、液氮中冷冻脆断、断裂表面喷金处理，得到碳纤维增强树脂基复合材料。8.根据权利要求7所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳纤维与水的添加量之比为1g：600ml；所述消泡剂添加量为所述碳纤维与水总质量的0.01％；所述分散剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素和羟乙基纤维素中的一种；所述消泡剂包括磷酸三丁酯；步骤(2)中所述树脂材料包括尼龙66；所述碳纤维、分散剂和干燥后的树脂材料的质量比为(10‑40):1:(59‑89)。9.根据权利要求7所述的一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声振荡温度为38‑44℃；2CN115674637A权利要求书2/2页所述干燥温度为280‑290℃，时间为5‑6h；步骤(2)中所述干燥温度为120‑130℃，时间为6‑7h；步骤(3)中所述挤出温度为260℃‑300℃，入口压力为0.1MPa，出口为自由出口。1