【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，具体涉及连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板及其连续自动化制备方法。
技术介绍
1、现有技术中，制备连续纤维增强热塑性复合材料层合板通常是使用热塑性树脂进行加热熔融后与纤维或纤维织物进行压制为片材或板材；或者将熔融态热塑性树脂进行制膜后与纤维或纤维织物辊压复合为片材或板材。但是，上述热熔法制备复合材料层合板时，热塑性树脂与纤维界面的接触仅为物理式包裹，不与纤维界面存在反应，结合力较差。而且聚苯醚树脂因为加工温度高、流动性差，难以有效的浸润纤维，而复合材料中作为增强体的纤维，其力学性能的发挥程度是由树脂与纤维界面的载荷转移有效程度而定。因此，复合材料行业一般认知热塑性复合材料的力学性能普遍远低于热固性复合材料。
2、对热塑性复合材料而言，一种突破上述纤维界面问题的方法为原位聚合法，即原位聚合制备复合材料，由于聚合反应发生时聚合物已包裹住纤维并使其界面参与反应过程，故而提升界面结合力，较大程度地提升热塑性复合材料的力学性能。但上述方法的市场应用成熟度较低，特别是针对连续纤维增强热塑性复合材料，仍存在如下问题：1)纤维表面浸渍困难导致大部分热塑性树脂无法使用原位聚合法；2)聚合过程中材料对水的敏感性导致工艺良率较低，特制设备投入高，对纤维表面的含水率要求高；3)充分的聚合反应需要较长的时间，难以满足量产需求。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其综合性能满足航空、汽车、光伏、新能源等领域对
2、本专利技术的另一目的是提供所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的连续自动化制备方法，工艺简单且可量产化。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、本专利技术的第一方面，一种连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，按照质量份数计包括作为增强体的连续纤维织物30～70重量份和作为基体的改性聚苯醚热塑性树脂30～70重量份；所述改性聚苯醚热塑性树脂由混合树脂料聚合而成，按照质量份数计包括：聚苯醚30～70重量份、苯乙烯30～70重量份、乙烯基改性聚苯醚5～20重量份、引发剂0.5～2重量份、硅烷偶联剂1～3重量份、阻燃剂3～16重量份、抗氧剂0.2～0.6重量份、热稳定剂0.3～1重量份、光稳定剂0.2～0.4重量份、紫外光吸收剂0.05～0.3重量份。
5、作为优选，所述乙烯基改性聚苯醚按照质量份数计包括：聚苯醚30～70重量份、丙烯酸类单体1～3重量份和催化剂0.5～1重量份；制备方法包括：取聚苯醚、丙烯酸类单体溶于溶剂中混匀，通氮气保护，缓慢滴加催化剂，在油浴中加热搅拌进行酯化反应，反应温度为60～120℃，反应时间为2～10h，反应结束后冷却、过滤、除溶剂，即得。
6、作为优选，所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的结构厚度为0.2～5mm，更厚的结构理论上不再具备高性能连续纤维增强复合材料的轻量化优势。
7、作为优选，所述连续纤维织物的材质选自碳纤维、玻璃纤维、高分子纤维中的一种或多种，所述连续纤维织物的形式包括机织物和/或经编轴向织物。
8、作为优选，所述改性聚苯醚热塑性树脂按照质量份数计包括：聚苯醚60重量份、乙烯基改性聚苯醚10重量份、苯乙烯30重量份、引发剂2重量份、硅烷偶联剂3重量份、阻燃剂7重量份、抗氧剂0.5重量份、热稳定剂0.7重量份、光稳定剂0.3重量份、紫外光吸收剂0.2重量份。
9、本专利技术的第二方面，所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，包括以下步骤：
10、(ⅰ)将聚苯醚、乙烯基改性聚苯醚、苯乙烯、引发剂、硅烷偶联剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外光吸收剂经过自动化混炼装置混炼直至呈胶泥状，经过在线涂胶系统与连续纤维织物交替铺覆，获得混合树脂料片；
11、(ⅱ)先预热平板压机，将所述混合树脂料片铺放于所述连续纤维织物上进行高温热压成型，在高温和加压的条件下所述混合树脂料片发生原位聚合反应，同时渗透并浸润所述连续纤维织物，冷却至室温，脱模，即得。
12、作为优选，所述高温热压成型的温度为140～210℃，压力为0.5～20mpa，热压时间为0.5～3h。
13、作为优选，所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法包括：
14、(1)所述平板压机下钢板的上表面提前涂敷脱模剂或放置隔离膜，将裁切好的连续纤维织物放置于下钢板上方设定的位置；
15、(2)使用自动化混炼装置将物料混炼呈胶泥状，经过在线涂胶系统与连续纤维织物交替铺覆，获得混合树脂料片；
16、(3)所述平板压机上钢板的下表面提前涂敷脱模剂或放置隔离膜，将上钢板覆盖在最终铺放好混合树脂料片的连续纤维织物上，并与下方的下钢板对齐；
17、(4)将上述组装好的下钢板、连续纤维织物、混合树脂料片和上钢板组合分别移入预热温度为140～210℃的平板压机中，关闭压机外门后合模进行高温压制成型，压制时间为0.5～3h，压制压力为0.5～20mpa，过程辅助抽真空，压制结束后，保压并降温至130℃以下，卸真空，开门出模，即得。
18、作为更优选，步骤(4)中，采用六层开口的多层平板压机，重复上述步骤(1)-(4)，直至填满所述多层平板压机的所有开口。
19、作为更优选，步骤(4)中，卸真空并开门出模，将所述多层平板压机中各层的下钢板、产品和上钢板组合转移至单独的多层冷压机中一起冷压至80℃以下，多层冷压机的开口层数与多层平板压机的数量保持一致。
20、上述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备过程中，所述混合树脂料片发生原位聚合反应，聚合过程中与纤维界面存在反应，因此拥有较高的力学性能。同时，混合树脂料片厚度均匀且在高温和压力的作用下易渗透并浸润连续纤维织物，可轻易实现大于50％的复合材料纤维体积含量，根据实际产品需求追求较高的纤维含量，在同等的复合材料层合板厚度下拥有优异的力学性能。此外，由于混合树脂料片状态的易操作性和厚度均匀性，该制备方法易实现自动化生产，可匹配多层平板压机，以保持在不缩短聚合时间、保证高聚合度的条件下，增加单位时间内生产件数的方式来较大程度地提升产能，从而匹配量产需求。
21、现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
22、1、本专利技术使用改性聚苯醚热塑性树脂制备连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，保持热塑性复合材料可回收、可重复使用的环保特性，同时采用原位聚合法，树脂与纤维界面结合性好，从而保证较高的复合材料力学性能，满足航空、汽车、光伏、新能源等领域轻量化需求。
23、2、本专利技术使用的混合树脂料片作为聚合反应前的原料，其状态易操作且厚度均匀，在加温和加压的条件下易渗透并浸润纤维织物，从而实现大于50％的高纤维体积含量，以达到更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，按照质量份数计包括作为增强体的连续纤维织物30～70重量份和作为基体的改性聚苯醚热塑性树脂30～70重量份；
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的结构厚度为0.2～5mm。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，所述连续纤维织物的材质选自碳纤维、玻璃纤维、高分子纤维中的一种或多种，所述连续纤维织物的形式包括机织物和/或经编轴向织物。
4.根据权利要求1所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，所述乙烯基改性聚苯醚按照质量份数计包括：聚苯醚30～70重量份、丙烯酸类单体1～3重量份和催化剂0.5～1重量份，制备方法包括：取聚苯醚、丙烯酸类单体溶于溶剂中混匀，通氮气保护，缓慢滴加催化剂，在油浴中加热搅拌进行酯化反应，反应温度为60～120℃，反应时间为2～10h，反应结束后冷却、过滤、除溶剂，即得。
5.根据权利要
6.权利要求1至5任一项所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，所述高温热压成型的温度为140～210℃，压力为0.5～20MPa，热压时间为0.5～3h。
8.根据权利要求6所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，所述层合板的制备方法包括：
9.根据权利要求8所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，采用六层开口的多层平板压机，重复上述步骤(1)-(4)，直至填满所述多层平板压机的所有开口。
10.根据权利要求8所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，卸真空并开门出模，将所述多层平板压机中各层的下钢板、产品和上钢板组合转移至单独的多层冷压机中一起冷压至80℃以下，多层冷压机的开口层数与多层平板压机的数量保持一致。
...【技术特征摘要】
1.一种连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，按照质量份数计包括作为增强体的连续纤维织物30～70重量份和作为基体的改性聚苯醚热塑性树脂30～70重量份；
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的结构厚度为0.2～5mm。
3.根据权利要求1所述的连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板，其特征在于，所述连续纤维织物的材质选自碳纤维、玻璃纤维、高分子纤维中的一种或多种，所述连续纤维织物的形式包括机织物和/或经编轴向织物。
4.根据权利要求1所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，所述乙烯基改性聚苯醚按照质量份数计包括：聚苯醚30～70重量份、丙烯酸类单体1～3重量份和催化剂0.5～1重量份，制备方法包括：取聚苯醚、丙烯酸类单体溶于溶剂中混匀，通氮气保护，缓慢滴加催化剂，在油浴中加热搅拌进行酯化反应，反应温度为60～120℃，反应时间为2～10h，反应结束后冷却、过滤、除溶剂，即得。
5.根据权利要求1所述连续纤维增强改性聚苯醚热塑性复合材料层合板的制备方法，其特征在于，所述改性聚苯醚热塑性树脂按照质量份数计包括：聚苯醚60重量...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珩，黄姿禹，刘本刚，
申请(专利权)人：上海函夏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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