[发明专利]一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材

说明书

本发明涉及一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压构成，所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其在加热条件下，将尼龙树脂熔融，由固体变为熔体浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。本发明提供的复合板材具有高强度、高模量、抗冲击、耐腐蚀、可二次加工成型、可回收利用、设计自由度大，可大规模连续化生产等优点，是金属及热固性复合材料的理想替代材料，广泛用于机械、汽车、轨道交通、船舶、航天飞行器等行业结构材料。

技术领域

本发明涉及属于材料技术领域，具体涉及一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材。

背景技术

随着汽车、轨道交通装备、船舶、航空等产业的发展，特别是轻量化技术的发展，促进了高分子复合材料的发展。尤其是热固性复合材料发展迅速，包括热固性碳纤维复合材料、热固性玻璃纤维复合材料得到了广泛应用。热固性复合材料具有高强度高模量、比重轻、耐腐蚀等特点，但是，热固性复合材料存在抗冲击性能差，耐低温性差，二次加工困难、生产效率低、不可回收利用等缺点。

连续纤维增强尼龙具有高强度高模量、耐高温等优点。可用于汽车、轨道交通车辆及工程机械结构部件，以塑代钢，实现车辆装备轻量化。连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料已产业化；碳纤维热固性复合材料也有商品化。但玻纤增强聚丙烯复合材料强度较低，碳纤维热固性复合材料二次成型较困难且不可回收利用。连续玻纤增强通用尼龙复合材料强度高，但通用尼龙易吸水，导致复合板材在高湿度下易变形，低温耐冲击性能不高，材料比重较大，约1.6kg/cm³。因此，开发适高强度耐高低温复合材料，用于飞行器机体、尾翼、翼制版及其无人机机身材料；轨道交通车辆、汽车车身及其部件用材料以及结构部件具有极为重要意义。

在已公开的各专利中，玻纤增强尼龙、碳纤维增强通用尼龙均采用双螺杆共混挤出工艺制备复合材料，如玻纤增强尼龙专利:：CN106479167/CN106366656A/CN106167619A/CN105602244A/CN105504798A/C N105295370A/CN10541931315A；碳纤维增强尼龙专利：CN103289368B/CN103786277B/CN102558847B/CN201710150374.5等，芳纶增强尼龙专利中，CN103627164A提出芳纶短纤与高温尼龙树脂经双螺杆共混挤出制备耐高温尼龙复合材料方法；CN103788624A提出芳纶短纤加入耐高温尼龙盐中熔融聚合制备耐高温尼龙复合材料方法；然而，上述各专利中均未涉及长碳链尼龙粉末连续浸渍纤维及其混纺布制备高强度耐高低温尼龙复合材料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，其具有高强度、高模量、抗冲击、耐腐蚀、可二次加工成型、可回收利用、设计自由度大，可大规模连续化生产等优点，是金属及热固性复合材料的理想替代材料，广泛用于机械、汽车、轨道交通、船舶、航天飞行器等行业结构材料。

本发明提供一种连续纤维增强长碳链尼龙复合板材，由多层尼龙/纤维布复合片材经加热模压成型。所述尼龙/纤维布复合片材由尼龙树脂和纤维布组成，其尼龙树脂在加热条件下熔融而浸入纤维布，包覆并粘结纤维，经压延、冷却固化而形成。尼龙树脂作为一种纤维包覆粘结剂，使纤维布的每一根纤维通过尼龙树脂包覆并粘结在一起，形成一个整体，即所述的片材；同时，将多张复合片材叠加加热模压时，尼龙树脂熔融，将片材粘结在一起，形成一个整体，即形成所述的复合板材。

所述尼龙/纤维布复合片材中的尼龙树脂和纤维布的重量比例为(30-40)：(60-70)。所述尼龙/纤维布复合片材的厚度一般为0.34±0.01m，宽幅为0.5-1.6m，本发明制备的复合板材其中复合片材的铺设层数为5-40层，当整体厚度为(1.7-13.6)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.6m，长度为1.0-1.8m，优选10-30层，当整体厚度为(3.4-10.0)±0.1mm时，宽幅为0.5-1.2m，长度为1.0-1.8m。