[发明专利]一种柔性热塑预浸料、制备方法及其应用

说明书

一种柔性热塑预浸料、制备方法及其应用，所述柔性热塑预浸料的制备方法，包括以下步骤：S1、将纤维织物预热，得到高温纤维织物；S2、将热塑性树脂均匀铺洒在步骤S1得到的高温纤维织物的表面熔化凝结，即为所述柔性热塑预浸料。本发明还提供了上述制备方法制备的柔性热塑预浸料及其在制备热塑复合材料中的应用。相比现有技术，本发明的柔性热塑预浸料具有柔性，延展性高，浸润性好，加工可塑性大，成本低，可适用于各种尺寸及形状制品，适用范围广。

技术领域

本发明涉及热塑材料技术领域，具体来说，涉及一种柔性热塑预浸料、制备方法及其应用。

背景技术

热塑复合材料(Fiber Reinforced Thermoplastics,FRTP)由于其低孔隙率、加工周期短、低吸水性、高抗损伤性和韧性、可室温下储存等优点使得越来越多地使用于船舶、航空航天、石油管道等工业领域。热塑织物复合材料由高性能纤维织物和热塑性树脂复合而成，可分为短纤维增强和连续纤维增强两大类。其中使用高性能纤维编织的织物预浸料可用于非常大的连续结构，例如飞机尾部升降机、襟翼和前缘等。

CN113370441A公开了一种碳纤维金属层板热冲压成形方法，主要包括：预热CFRP树脂层至树脂软化温度；将金属板与预热完成的CFRP树脂层铺层形成预成形件；对所述预成形件的外层加热，同时给所述预成形件内的CFRP树脂层通电，以使所述金属板在外部加热和CFRP树脂层导热的双重加热条件下达到成形温度；将达到成形温度的预成形件冲压成形。该发明为金属层合板成型工艺，无法用于柔性热塑预浸料的生产。

目前，利用热塑织物预浸料成型异型结构件的方式以冲压成型为主，即将片状热塑织物预浸料裁切成胚料，然后在加热器内将胚料加热软化，装入模内，快速合模加压，冷却脱模。冲压成型工艺对设备、加工条件要求较高，且由于传统的热塑织物预浸料为具有一定硬度的片材，在成型小尺寸、多造型、高纵深的零件时存在诸多困难。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种柔性热塑预浸料及其制备方法，该柔性热塑预浸材料具有柔软、延展性高，加工可塑性强，满足了异型结构件制造的要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性热塑预浸料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将纤维织物预热，得到高温纤维织物；

S2、将热塑性树脂均匀铺洒在步骤S1得到的高温纤维织物的表面熔化凝结，即为所述柔性热塑预浸料。

优选地，步骤S1中所述纤维织物为碳纤维CF、玻璃纤维GF和芳纶纤维AF、超高分子量聚乙烯UHMWPE中的至少一种。

优选地，步骤S1中所述预热的温度T＝T0+ΔT；

其中，T0为热塑性树脂的溶点，ΔT为常数，10-20℃。

优选地，步骤S2中所述热塑性树脂包括但不限于PE、PP、PA6、PA66、PC、PPS、PEEK、PEKK中的至少一种。

进一步优选地，所述热塑性树脂的粒径为0.25-1.5mm。

优选地，步骤S2中所述热塑性树脂和纤维织物的质量比为45-50:50-55。

优选地，步骤S1中所述纤维织物在预热前，还包括根据胚料尺寸对纤维纺织进行裁剪。

优选地，步骤S1中所述高温纤维织物，还包括以下步骤：向高温纤维织物表面均匀喷涂聚氨酯树脂。

进一步优选地，所述聚氨酯树脂的用量为热塑性树脂质量的1.2-2.4％。

本发明还提供了一种上述的制备方法制备的柔性热塑预浸料。

优选地，所述柔性热塑预浸料的延伸率为68-79％。