一种基于工程塑料非织造布的预浸料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于工程塑料非织造布的预浸料及其应用，预浸料是将工程塑料非织造布含浸在树脂组分中制得；预浸料应用于层合板、复合层合板和夹芯板中。本发明专利技术预浸料原料来源广泛、成本低、工艺简单，并可利用回收非织造布产品，使用该预浸料制造的层合板、复合层合板和夹芯板轻质且具有优良的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工程塑料非织造布的预浸料及其应用
本专利技术属于高分子材料及其应用领域，特别涉及一种基于工程塑料非织造布的预浸料及其应用。
技术介绍
预浸料是利用基体树脂组分在一定工艺条件控制下浸渍的连续纤维或织物，是纤维增强复合材料设计与制造的重要中间材料。采用预浸料制造复合材料具有结构设计灵活、使用方便、成型过程清洁、产品孔隙率低、制品外形多样等优点。在过去的60多年里，预浸料工艺技术和预浸料品种在欧、美等发达国家得到了快速发展，对推动先进复合材料产业的发展具有深远的影响。近年来，随着航空、轨道交通、汽车等交通工具向着轻量化方向发展，采用高性能纤维增强聚合物复合材料代替传统金属材料是目前公认的一个发展趋势。在这一背景下，开发低成本、轻质、力学性能和界面性能优良的新型预浸料，以及在其基础上设计各种轻质复合材料有着广阔的应用前景。目前商品化的预浸料主要基于碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维及玄武岩纤维等，其中碳纤维和芳纶纤维预浸料虽然具有轻质、高强的优点，但其成本较高，而玻璃纤维和玄武岩纤维预浸料虽然成本较低，但存在密度较大，减重效果不佳的问题。工程塑料非织造布在环保治理、汽车工业、土木工程、医疗卫生、农业技术等诸多领域被广泛应用。工程塑料非织造布制备工艺成熟、原材料种类丰富、面密度低，其中一些特种工程塑料非织造布还具有优良的力学性能和阻燃性。每年工业界产生大量废弃的工程塑料非织造布，回收和利用这些废弃非织造布，不仅具有可观的经济价值，还具有重要的环保意义。因此，利用工程塑料非织造布制造预浸料及复合材料值得研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于工程塑料非织造布的预浸料及其应用，预浸料原料来源广泛、成本低、工艺简单，并可利用回收非织造布产品，使用该预浸料制造的层合板和夹芯板轻质且具有优良的力学性能。本专利技术的一种基于工程塑料非织造布的预浸料，所述预浸料是将工程塑料非织造布含浸在树脂组分中制得，其中预浸料中树脂组分的重量百分含量为20-70％，树脂组分溶液按重量百分比包括：基体树脂40％-100％、固化剂0％-40％、促进剂0％-10％和增韧剂0％-20％。所述工程塑料非织造布的面密度为200-1200gsm；工程塑料非织造布的制备原料为聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或几种；工程塑料非织造布的形状为毡状、布状、网状、纸状中的一种或几种。所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、氰酸酯树脂中的一种或几种。所述固化剂为胺类物质、改性胺物质、咪唑物质、鎓盐物质、线性酚醛聚合物中的一种或几种。所述促进剂为咪唑类化合物、叔胺类化合物、含磷化合物类、金属盐化合物类、脲类化合物中的一种或几种。所述增韧剂为纳米二氧化硅、核壳结构橡胶粒子、有机硅橡胶、丙烯酸橡胶、液体丁腈橡胶、液体端胺基丁腈橡胶、液体端羧基丁腈橡胶、聚醚酮、聚醚胺、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮中的一种或几种。所述树脂组分按重量百分比还包括：溶剂0％-60％，并且不为0％。所述溶剂为丙酮、丁酮、乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种或几种。本专利技术的一种基于工程塑料非织造布的预浸料应用于层合板、复合层合板和夹芯板中。所述应用于层合板中具体为：将至少一层基于工程塑料非织造布的预浸料固化得到层合板。所述固化的温度为25-200℃，固化的压力为0.1-0.8MPa，固化的时间为10-300min。所述应用于复合层合板中具体为：将至少一层基于工程塑料非织造布的预浸料与至少一层碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料或玄武岩纤维预浸料进行任意组合顺序的叠放，固化，得到复合层合板。所述固化的温度为25-200℃，固化的压力为0.1-0.8MPa，固化的时间为10-300min。所述应用于夹芯板中具体为：在泡沫或蜂窝芯材两侧压覆至少一层基于工程塑料非织造布的预浸料，固化，得到夹芯板；或在泡沫或蜂窝芯材两侧压覆至少一层基于工程塑料非织造布的预浸料与至少一层碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料、芳纶纤维预浸料或玄武岩纤维预浸料的任意组合，固化，得到夹芯板。所述固化的温度为25-200℃，固化的压力为0.1-0.8MPa，固化的时间为10-300min。本专利技术预浸料是将工程塑料非织造布通过热熔法或溶剂法含浸在树脂组分中制得。有益效果本专利技术预浸料原料来源广泛、成本低、工艺简单、树脂浸润性好，并可利用回收非织造布产品，使用该预浸料制造的层合板、复合层合板和夹芯板轻质且具有优良的力学性能。附图说明图1是实施例1中复合层合板的示意图，其中1、3为碳纤维预浸料MT300/802，2为聚苯硫醚针刺毡预浸料；图2是实施例2中夹芯板的示意图，其中1、5为碳纤维预浸料BAC300，2、4为聚苯硫醚针刺毡预浸料，3为芳纶蜂窝。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1首先在一容器内进行树脂组分复配，按重量含量计算，加入22％双酚A型环氧树脂SM828(三木集团)，39％四官能环氧树脂AG-80(上海华谊树脂有限公司)，3％氰乙基-2-甲基咪唑，6％硅橡胶核壳粒子增韧剂ALBIDUR@EP-2240A(德国赢创工业)，再加入30％丙酮，得到树脂组分。将聚苯硫醚针刺毡(面密度为600gsm)浸入上述树脂组分中，随后在一定间距的辊中拉出，在烘箱中烘干除去溶剂，得到预浸料。将两层该预浸料叠放在一起，放入热压机中进行固化成型，固化压力为0.5Mpa，固化温度为130℃，固化时间为15min，得到层合板。将上述两层预浸料叠放在一起，在上下表面各自再叠放一层碳纤维预浸料MT300/802(航天长征睿特科技有限公司)，放入热压机中进行固化成型，固化压力为0.5Mpa，经130℃固化30min，再经170℃后固化30min，制得复合层合板。本实施例中非织造布、预浸料、层合板和复合层合板的性能参数如表1所示。表1实施例2首先在一容器内进行树脂组分复配，加入68％酚醛树脂445D05(可隆化工苏州有限公司)，20％聚乙烯醇缩丁醛树脂乙醇溶液(浓度为15％)，12％丙酮，得到树脂组分。将回收清理后的旧聚苯硫醚针刺毡(面密度为250gsm)浸入上述树脂组分中，随后在一定间距的辊中拉出，在烘箱中烘干除去溶剂，得到预浸料。将该预浸料与碳纤维预浸料BAC300(浙江百合航太复合材料有限公司)和芳纶蜂窝(上海特一新材)按下面铺层方法铺层：BAC300-本实施例得到的预浸料-芳纶蜂窝-本实施例得到的预浸料-BAC300。将上述铺层叠放在一起，放入热压机中进行固化成型，在固化压力为0.5MPa，固化温度为130℃，固化时间为30min条件下，制得夹芯板。本实施例中非织造布、预浸料、夹芯板的性能参数如表2中所示。表2测试项目实施例2非织造布强度(MPa)13.7预浸料树脂含量(％)57.2夹芯板树脂含量(％)35.4夹芯板滚筒剥离平均扭矩(N)22.7夹芯板三点弯曲极限载荷(kN)1.6夹芯板压缩极限载荷(kN)8.5实施例3首先在一容器内进行树脂组分复配，按重量含量计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述预浸料是将工程塑料非织造布含浸在树脂组分中制得，其中预浸料中树脂组分的重量百分含量为20‑70％，树脂组分按重量百分比包括：基体树脂40％‑100％、固化剂0％‑40％、促进剂0％‑10％和增韧剂0％‑20％。

【技术特征摘要】
1.一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述预浸料是将工程塑料非织造布含浸在树脂组分中制得，其中预浸料中树脂组分的重量百分含量为20-70％，树脂组分按重量百分比包括：基体树脂40％-100％、固化剂0％-40％、促进剂0％-10％和增韧剂0％-20％。2.按照权利要求1所述的一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述工程塑料非织造布的面密度为200-1200gsm；工程塑料非织造布的制备原料为聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或几种；工程塑料非织造布的形状为毡状、布状、网状、纸状中的一种或几种。3.按照权利要求1所述的一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述基体树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、氰酸酯树脂中的一种或几种；固化剂为胺物质、改性胺物质、咪唑物质、鎓盐物质、线性酚醛聚合物中的一种或几种。4.按照权利要求1所述的一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述促进剂为咪唑化合物、叔胺化合物、含磷化合物、金属盐化合物、脲化合物一种或几种。5.按照权利要求1所述的一种基于工程塑料非织造布的预浸料，其特征在于，所述增韧剂为纳米二氧化硅、核壳结构橡胶粒子、有机硅橡胶、丙烯酸橡胶、液体丁腈橡胶、液体端胺基丁腈橡胶、液体端羧基丁腈橡胶、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万双，魏毅，蒋秋冉，张辉，徐元琛，
申请(专利权)人：东华大学，浙江百合航太复合材料有限公司，安徽元琛环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31