[发明专利]一种碳纤维增强PEEK复合材料型材的LFT-D模压成型方法

说明书

本发明提供一种碳纤维增强PEEK复合材料型材的LFT‑D模压成型方法，将PEEK加入双螺杆挤出机进行熔融塑化，同时将长碳纤维通过导纱架加入双螺杆挤出机中部的开口处的进纱口，长碳纤维与PEEK在螺杆的剪切作用下充分混合，经成型模具挤出型材坯料，按需裁剪，将型材坯料放置于模压模具中进行压制成型。本发明省去坯料的保温输送与机械手夹取步骤，操作方便；相比于模压成型、注塑成型、挤出成型碳纤维增强PEEK复合材料，强度与模量大幅提高，而且材料内部无气孔、缩松等缺陷。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种碳纤维增强PEEK复合材料型材的LFT-D模压成型方法。

背景技术

碳纤维增强PEEK模压成型多为短碳纤增强，不但不能提高材料的性能，反而会降低材料的性能。短碳纤维增强PEEK注塑成型，在成型过程中碳纤维多次遭受螺杆剪切作用，使纤维长度变短，从而导致机械性能降低，而且在制备厚壁管材时，由于熔体粘度较大，流动性很差，材料内部会出现气孔、缩松等缺陷，降低材料机械性能。

发明内容

针对目前碳纤维增强PEEK材料成型方面所存在的问题，本发明通过对现有LFT-D技术进行改进，直接将熔融物料加入模具中，尤其长纤维没有受到破坏，克服了物料保温消耗的大量电力资源和输送过程中需要高压、快速注入模具环节，省去坯料的保温输送与机械手夹取步骤，操作方便，进一步降低生产成本，提高效率；相比于模压成型、注塑成型、挤出成型，碳纤维增强PEEK复合材料的强度与模量大幅提高，而且材料内部无气孔、缩松等缺陷。

本发明是这样实现的：

(1)将PEEK纯树脂颗粒料加入双螺杆挤出机熔融塑化，双螺杆挤出机的转速设定为150-200rpm/min，双螺杆挤出机分为7个熔融塑炼区，各熔融塑炼区温度范围为370-400℃，机头温度400℃；

(2)将长碳纤维通过导纱架加入双螺杆挤出机中部的开口处的进纱口，长碳纤维与PEEK在螺杆的剪切作用下充分混合，经机头挤出得到塑化复合料；所述碳纤维为12K粗纱，碳纤维的选取根据产品性能要求，可以选取T300、T700和T1000，加入数量为5-6束；

(3)塑化复合料通过与机头连接的型材成型模具挤出型材坯料，按需裁剪坯料，所述型材成型模具为管材模具或板材模具；

(4)将坯料放入模压模具中，将模具放入烤箱中加热，加热温度380-400℃，根据产品壁厚每3mm加热15～20min；优选的，管材每3mm加热15分钟，板材每3mm加热20分钟；

(5)快速取出模具放在压机上，加压到30-50MPa，保压15-30分钟，低于140℃脱模得到碳纤增强复合材料型材。

本发明通过对现有LFT-D模压技术改进，将几种树脂、纤维和填料通过双螺杆直接混炼改性，直接连续地送入聚合物熔体中，经成型模具挤出型材坯料，然后按需裁剪压制成型，此成型方法省去坯料的保温输送与机械手夹取步骤，操作方便，进一步降低生产成本，提高效率，还可以保证材料较好的强度和刚性，内部无缺陷。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、采用LFT-D模压技术，将碳纤维直接连续地送入聚合物熔体中，经成型模具挤出型材坯料，然后按需裁剪压制成型，与传统成型方法相比将大幅提高材料的性能，强度与模量大幅提高，而且材料内部无气孔、缩松等缺陷。。

2、通过对现有LFT-D模压技术改进，省去坯料的保温输送与机械手夹取步骤，操作方便，进一步降低生产成本，提高效率。

附图说明

图1为本发明一种碳纤维增强PEEK复合材料型材的LFT-D模压成型方法示意图；

图2为本发明一种碳纤维增强PEEK复合材料型材的LFT-D模压成型方法流程图；