[发明专利]单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其步骤如下：

(1)采用纺丝级聚醚醚酮专用料通过熔融纺丝方法制备线密度为10～150tex的聚醚醚酮复丝；

(2)将制得的聚醚醚酮复丝通过花式捻线机均匀包缠在连续碳纤维上，制备得到混杂纤维束；

(3)将混杂纤维束作为经向纤维，聚醚醚酮复丝作为纬向纤维，通过平纹编织的方式编织为平纹织物；

(4)将编织得到的平纹织物层叠后在热压机上热压，排气，冷却，脱模得到本发明所述的单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料。

2.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的纺丝级聚醚醚酮专用料的熔融指数为12～88g/10min，测试条件为温度为400℃，载荷为5kg，测试样品装入料筒预热5min；按各组份和100wt％计算，含90.0～100.0wt％聚醚醚酮树脂，0～3.0wt％的高温润滑剂和0～10.0wt％结构式如(I)所示的聚芳醚酮液晶聚合物，

y＝0.2～0.8，n为正整数，表示聚合度；且高温润滑剂为德国Wacker公司生产的颗粒状或粉沫状GENIOPLAST Pellet S润滑剂。

3.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的熔融纺丝是将干燥处理后的纺丝级聚醚醚酮专用料在纺丝挤出机料筒内熔融后进入熔体计量泵，再经过滤系统的过滤网、多孔喷丝板后形成多根聚醚醚酮单丝，多根聚醚醚酮单丝经上油装置进入集束装置，集束后得到的聚醚醚酮复丝经导向辊、牵伸盘进行热拉伸定型，再将经热拉伸定型的聚醚醚酮复丝缠绕在纤维卷绕装置上，从而得到聚醚醚酮复丝纤维；纺丝挤出机采用八区加热，纺丝速度为150～1200m/min，热位伸的温度为190～260℃，拉伸比为1.5～4.5：1。

4.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的碳纤维为聚丙烯腈基、粘胶基或沥青基碳纤维，碳纤维型号为1-24K。

5.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的包缠工艺的捻度为100～2000捻/m，得到的混杂纤维束的线密度为80～2000tex；混杂纤维束中连续碳纤维体积含量为30～70％。

6.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述平纹织物的经密为5～250根/cm，纬密为2～20根/cm。

7.如权利要求1所述的一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述的热压机为平板硫化机，热压成型步骤是将热压模具放入热压机的上下热压板之间，加热升温至380～440℃，将平纹织物置入模具中在压力为0.5～1.0MPa下预热20～60min，然后将热压压力升高到2～25MPa保温30～60min，排气5～20次；再以3～500℃/min的冷却速度降温至200～220℃恒温30～60min，继续以3～50℃/min的冷却速度降温至100～130℃脱模，得到单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料。

8.一种单向连续碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于：由权利要求1～7任何一项方法制备得到。