[发明专利]一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维及其制备方法

说明书

本发明提供了一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维及其制备方法，属于环氧树脂及其液体成型复合材料增韧技术领域。使用了聚醚砜、聚芳砜以及超支化聚合物按质量比：50～70％：20～40％：5～20％混合，用于液体成型制备的环氧树脂增韧复合材料。本发明选用低成本的聚芳砜部分替代聚醚砜，在降低成本的同时引入多尺度微球协同增韧机制，超支化聚合物能大大降低加工温度，节约成本。

技术领域

本发明涉及环氧树脂及其液体成型复合材料增韧技术领域，具体地，涉及一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维及其制备方法。

背景技术

环氧树脂(Epoxy Resin，EP)具有易操作、交联低收缩以及低蠕变等优良的性能，是液体成型工艺中最常用的树脂之一。但是，环氧树脂由于其脆性较大导致以其为基体制备的复合材料韧性较低，使用过程中易发生冲击损伤和分层失效等现象，从而限制了其进一步应用。因此，如何增加环氧树脂的韧性，从而改善液体成型复合材料整体性能具有非常重要的理论意义和应用价值，成为了复合材料领域的一项重要研究课题。常用的树脂基体增韧方法包括橡胶增韧、热塑性树脂增韧、超支化聚合物增韧和纳米粒子增韧，然而，上述方法得到的环氧树脂的增韧效果在增韧环氧树脂复合材料中并没有很好的被体现出来，此外，由于大分子添加剂的加入导致增韧树脂粘度迅速上升，造成其液体成型工艺无法进行也给该增韧树脂的使用带来了很大的局限性。因此，将独立的层间增韧相以薄膜、纳米纤维毡、熔融纤维等形式引入到碳纤维/环氧树脂复合材料体系中，是现如今最为可行的方法，其中，熔融纤维增韧环氧树脂由于其制备简易、均匀性好等优异性能是目前最有希望实现工业化生产的一种方式。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维及其制备方法。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

本发明的第一方面提供一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚醚砜、聚芳砜及超支化聚合物干燥后加入搅拌机混合均匀得到混合物A；

(2)将混合物A通过双螺杆挤出得到混合物B；

(3)将混合物B进行熔融纺丝制得所述复合纤维。

优选的，所述步骤(1)中聚醚砜干燥温度为120～140℃，干燥时间为4～6h；所述聚芳砜干燥温度为110～130℃，干燥时间为3～5h；所述超支化聚合物干燥温度为60～80℃，干燥时间为1～2h。

优选的，所述步骤(1)中聚醚砜重均分子量为40000～6000，羟基封端含量为50％～100％。

优选的，所述步骤(1)中聚芳砜重均分子量为20000～30000。

优选的，所述步骤(1)中超支化聚合物包括端羧基聚酯、芳香族聚酯、端羟基芳香族聚酯中的一种或多种，平均分子量为2000～5000。

优选的，所述步骤(1)混合物A中聚醚砜、聚芳砜以及超支化聚合物的质量百分比分别为：50～70％、20～40％、5～20％。

优选的，所述步骤(1)中混合转速为10000～12500r/min。

优选的，所述步骤(2)中双螺杆挤出分为进料段、压缩段、熔融段、计量段，所述进料锻温度为80～120℃；所述压缩段及熔融段温度为170～250℃；所述计量段温度为180～260℃。

优选的，所述步骤(3)中熔融纺丝温度为170～260℃。

本发明第二方面提供一种增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维，由增韧液体成型环氧树脂三元复合纤维及其制备方法制备方法制得。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：