一种碳纤维/热塑纤维混合毡及其制备方法以及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111549451A(43)申请公布日2020.08.18(21)申请号202010405928.3(22)申请日2020.05.14(71)申请人东华大学地址200051上海市长宁区延安西路1882号(72)发明人阳玉球杨阳邵元祎(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘潇(51)Int.Cl.D04H1/541(2012.01)D04H1/558(2012.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种碳纤维/热塑纤维混合毡及其制备方法以及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料(57)摘要本发明涉及增强树脂复合材料技术领域，提供了一种碳纤维/热塑纤维混合毡及其制备方法以及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料。本发明使用非织造技术制备混合毡，通过预开松、混合、二次开松、梳理的步骤将碳纤维和热塑纤维均匀混合，交叉铺网后通过热粘合加固使热塑纤维熔融并快速与碳纤维复合，改善了热塑性树脂在碳纤维中浸渍难的问题；本发明以热粘合加固的方式制备碳纤维/热塑纤维混合毡，保留碳纤维的原长，降低其受到的损伤，且所得混合毡的厚度大大降低；利用本发明的混合毡能够制备得到力学性能优异的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料。本发明提供的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料中碳纤维和树脂的界面结合性好，力学性能优异。CN111549451ACN111549451A权利要求书1/1页1.一种碳纤维/热塑纤维混合毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将回收碳纤维和热塑纤维分别进行预开松，将预开松后的回收碳纤维和热塑纤维混合后依次进行二次开松、梳理、交叉铺网和热粘合加固，得到碳纤维/热塑纤维混合毡。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述回收碳纤维在预开松前还包括上浆，所述上浆用上浆剂为磷酸酯油。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述回收碳纤维的拉伸模量为200GPa以上，纤维直径为6～9μm，纤维长度为20～70mm；所述热塑纤维为聚丙烯纤维或马来酸酐改性聚丙烯纤维；所述热塑纤维的细度为5～10旦尼尔，纤维长度为30～70mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合中预开松后的碳纤维和热塑纤维的质量比为90:10～50:50。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述梳理在梳棉机中进行；所述梳棉机至少包括胸锡林、主锡林、剥取辊、道夫、第一凝聚辊和第二凝聚辊；所述梳棉机的输出侧设置有卷取传送带；设置道夫的速度为Va，第一凝聚辊的速度为Vb，第二凝聚滚辊的速度为Vc，卷取传送带的速度为Vd，其中Va/Vb为2～3，Vb/Vc为1.5～4，Vc/Vd为0.1～0.16。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交叉铺网的角度为30～60°。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热粘合加固在双带压机中进行；所述热粘合加固的压力为100～300N/cm，温度为150～190℃。8.权利要求1～7任意一项所述制备方法制备的碳纤维/热塑纤维混合毡，其特征在于，所述碳纤维/热塑纤维混合毡的克重为250～290g/mm2。9.一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料，其特征在于，由权利要求8所述的碳纤维/热塑纤维混合毡依次经铺层、热压和冷压制备得到。10.根据权利要求9所述的碳纤维增强热塑性树脂基复合材料，其特征在于，所述热压的温度为210～250℃，压力为5～7MPa，时间为80～100s；所述冷压的压力为5～7MPa，时间为80～100s。2CN111549451A说明书1/6页一种碳纤维/热塑纤维混合毡及其制备方法以及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料技术领域[0001]本发明涉及增强树脂复合材料技术领域，特别涉及一种碳纤维/热塑纤维及其制备方法以及一种碳纤维增强热塑性树脂基复合材料。背景技术[0002]碳纤维增强热塑性树脂基复合材料是以碳纤维为增强纤维，以热塑性纤维为基体的复合材料，具有较高的比强度和模量，在医疗器械、耐磨机械零件以及航空航天等领域均有广泛应用。[0003]碳纤维增强热塑性树脂基复合材料一般由碳纤维/热塑纤维混合毡经热压成型制备得到，目前使用的碳纤维/热塑纤维混合毡主要是通过针刺加固的方式进行制备，由于碳纤维在经过机械处理时容易断裂，在针刺加固的过程中，碳纤维会受到金属制件的损伤，最终制品的力学性能达不到更高的要求，且利用针刺纤维毡制备得到的复合材料中碳纤维和树脂界面结合不良，也导致复合材料力学性能较差；而且针刺纤维毡厚度比较大，较蓬松，不仅不利搬运，在使用过程毡里的碳纤维还容易脱落，损失少量质量和力学性能，也给周围电器造成威胁。发明内容[0004]有鉴于此，本发明目的在于提供一种碳纤维/热塑纤维混合毡及其