[发明专利]一种超导热预浸料的成型工艺

说明书

本发明公开了一种超导热预浸料的成型工艺，本发明涉及的原材料包括纤维、树脂基体、硅烷偶联剂、石墨烯/炭黑等，涉及的设备包括纱架、一级纤维预紧定位装置、一级红外预热装置、二级纤维预紧定位装置、气流展纱装置、纤维定宽装置、二级红外预热装置、浸渍模具、挤出机、定位装置、定型装置、牵引装置和收卷装置。首先，将连续沥青基碳纤维引入一级纤维预紧定位装置，对纤维进行预加张力和初步定位；之后，纤维经过一级红外预热装置除去纤维束表面的水分，并在二级纤维预紧定位装置的引导下进入气流展纱装置；经过展宽后的纤维束，进入到纤维定宽装置，保证纤维束进入浸渍模具的宽度，同时，采用二级红外预热装置将纤维束表面的上浆剂除去，便于纤维的浸渍。与现有技术相比，本发明在实现纤维单丝浸渍的情况下，制备具有超导热预浸料。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其是一种超导热预浸料的成型工艺。

背景技术

随着新材料的发展，具有超导热的材料被广泛应用于航空航天和电子制造等领域，尤其是，碳纤维增强热塑性复合材料具有良好的耐热性及高比强度和高比模量等优势，被引起广泛关注。

国家发明专利CN202010735057.1中，公开了一种高导热石墨膜-碳纤维树脂基复合材料的制备方法，步骤为：（1）将高导热石墨膜超声清洗干净后，用酸或碱溶液进行化学粗化处理；（2）将粗化处理后的石墨膜进行等离子体处理；（3）制备聚酰亚胺胶粘剂；（4）将获得的胶粘剂均匀涂敷在碳纤维树脂基复合材料表面上；（5）将处理后的石墨膜与碳纤维增强树脂基复合材料重叠，使其胶粘在一起，得到高导热石墨膜-碳纤维树脂基复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超导热预浸料的成型工艺，该成型工艺制备的预浸料除了兼具增强纤维热塑性复合材料的综合力学性能外，还具有较高的导热性能。

本发明的目的是这样实现的：一种超导热预浸料的成型工艺，包括依次设置的纱架、纤维预紧装置、气流展纱装置、浸渍模具以及定型装置、牵引装置和收卷装置，所述定型装置包括两大类，分别为片材和圆柱形。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

进一步地，装置设备依次设置的纱架1、一级纤维预紧定位装置2、一级红外预热装置3、二级纤维预紧定位装置4、气流展纱装置5、纤维定宽装置6、二级红外预热装置7、浸渍模具8、主喂料口9、挤出机10、侧喂料口11、定位装置12、定型装置13、牵引装置14和收卷装置15。

进一步地，所述原材料包括热塑性树脂基体、沥青基碳纤维、硅烷偶联剂和石墨烯/炭黑；其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种或者多种。

进一步地，热塑性树脂基体由挤出机10的主喂料口9加入、硅烷偶联剂和石墨烯/炭黑经过高混机混合由挤出机10的侧喂料口11加入，经过塑化后的原材料进入浸渍模具，在模具内和沥青基碳纤维实现单丝浸渍。

进一步地，一级纤维预紧定位装置2实现对纤维束初始化预紧和展宽，之后，纤维经过一级红外预热装置3后，再进入二级纤维预紧定位装置4实现二次化作用。

进一步地，纤维定宽装置6采用双辊结构，其作用在于保持纤维束以展宽的状态进入浸渍模具（8）。

进一步地，红外预热分两级处理化，一级红外预热装置3对纤维束表面的水分进行烘干处理；二级红外预热装置7对纤维束表面的上浆剂进行处理。

进一步地，所用的原材料包括热塑性树脂基体、沥青基碳纤维、界面改性剂和填充物，其中所用的热塑性树脂基体为聚苯硫醚（PPS）树脂、界面改性剂为偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种或者多种、填充物为石墨烯、炭黑中的一种或者两种的混合物；该成型工艺的主要步骤如下：