一种碳纤维涂层复合材料的制作方法

文档序号:13165030阅读:441来源:国知局

本实用新型涉及碳纤维领域,尤其涉及一种碳纤维涂层复合材料。



背景技术:

市场上需要拉力强度高、断料伸长率底、同时克重较轻的保护加强纤维产品。现有技术中通常采用聚酯纤维复合材料,其只能通过增加纱线的粗细来提高产品的拉力强度,但是同时产品的克重也会随着增加、断裂伸长率也会比较大,使用效果不尽如人意。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷,提出了一种碳纤维涂层复合材料,其与同样纤度的聚酯纤维网布的强度可以提高3-5倍,断裂伸长率约为聚酯纤维网布的1/5,在3-5%左右。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

一种碳纤维涂层复合材料,包括碳纤维布,在所述碳纤维布的两侧依次分别设置透明涂层和裱处层,所述碳纤维布的周边设置固边层。

优选的,所述碳纤维布中单丝的直径为20~30μm。

优选的,所述碳纤维布为经纱和纬纱编织的平纹织物,所述经纱和纬纱均为聚丙烯腈基碳纤维和碳纤维长丝的合股,所述碳纤维长丝的根数大于所述聚丙烯腈基碳纤维的根数。

优选的,所述碳纤维长丝的直径小于聚丙烯腈基碳纤维的直径。

优选的,所述固边层的宽度为2cm~5cm,更优选3cm。

优选的,所述透明涂层为叠加的两层透明PVC糊剂。

优选的,靠近所述碳纤维布的第一层透明PVC糊剂的上浆量均为180-260gsm,远离所述碳纤维布的第二层透明PVC糊剂的上浆量分别为150-200gsm、250-350gsm。

优选的,靠近所述碳纤维布的第一层透明PVC糊剂的上浆量均为220gsm,远离所述碳纤维布的第二层透明PVC糊剂的上浆量分别为175gsm、300gsm。

优选的,所述第一层透明PVC糊剂中含有粘合剂。

优选的,所述裱处层为亚克力或PVDF裱处剂。

优选的,所述裱处层为亚克力或者PVDF裱处剂、丁酮的混合物。所述裱处剂与丁酮的质量比为100:30。

优选的,所述透明涂层的粘度为12000-15000mpas。

优选的,所述裱处层的固含量为6-10gsm。

本实用新型所采用的碳纤维布碳纤维布具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定、环保无公害、贮存时间长等优点;PVC糊剂具有较好的阻燃性能、抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力、同时也具有较好的柔软性、断裂伸长率、耐寒性,是十分优良的电气绝缘材料;所述裱处层采用亚克力或PVDF裱处剂,亚克力或PVDF裱处剂均具有较好的透明性、耐候性、耐磨性、高机械强度及韧度。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型所述的碳纤维涂层复合材料采用透明涂层,能显示出碳纤维网布纹路特性;具有较好的断裂强度,经向断裂强度为6000N/5cm,纬向断裂强度为6000N/5cm,符合标准ISO 1421;其剥离强度≥120N/5cm,能够保证材料不会出现脱胶现象,符合标准ISO 2411;所用原料及成品均具有环保性,均通过REACH、ROHS等国际各类环保检测。

本实用新型所述的碳纤维涂层复合材料具有优异的抗拉、抗撕、抗剥离特性,超低的伸长率,产品立体感强、美观、实用,具有防火阻燃、抗紫外线、抗菌防霉、防污自洁、耐酸碱等性能,并具有优良的导电和导热性能,其可广泛应用于SUP加强片、飞机侧翼加强片、卡车侧帘加强片等领域,主要起到加强巩固的效果。

附图说明

图1是本实用新型所述的碳纤维涂层复合材料的结构示意图;

图中的附图标记为:

1、碳纤维布;2、透明涂层;3、裱处层;4、固边层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1为可其加强巩固效果的碳纤维涂层复合材料,包括碳纤维布1,在所述碳纤维布1的两侧依次分别设置透明涂层2和裱处层3,所述碳纤维布的周边设置固边层4;其中,所述固边层4的宽度为2cm~5cm,所述透明涂层2为叠加的两层透明PVC糊剂。

在一较佳实施例中,所述碳纤维布为经纱和纬纱编织的平纹织物,所述经纱和纬纱均为聚丙烯腈基碳纤维和聚酰胺纤维的合股,所述聚丙烯腈基碳纤维的根数大于所述聚酰胺纤维的根数,优选聚丙烯腈基碳纤维的根数:聚酰胺纤维根数=3~5倍,所述聚丙烯腈基碳纤维的直径小于聚酰胺纤维的直径,所述碳纤维布中单丝的直径为20~30μm;其中,所述聚酰胺纤维具有较高的机械性能和触感,其与聚丙烯腈基碳纤维合股,能有效提高碳纤维布的表面舒适度和强度。

本实用新型所述的碳纤维涂层复合材料的制备步骤如下:

a)透明E-PVC浆料的配制,比例如下(单位:公斤):聚氯乙烯糊树脂100、增塑剂55-75、稳定剂3-6、阻燃剂5-10、填充剂0-20、抗UV剂1-3、粘合剂2-5以及其他助剂0-10。为了达到表面透明度,阻燃剂和填充剂添加越少越好。调配顺序:先放增塑剂DINP、稳定剂(钡锌液体以及大豆油ESO),加入糊树脂(E-PVC)、填充剂、阻燃剂等其他助剂,要边添加边搅拌。搅拌速度在500-800转/分钟,搅拌时间20分钟,充分搅拌均匀最后加入少量粘合剂去除水分,加快搅拌速度,控制在1000-1200转/分钟再搅拌5分钟即可。

b)将碳纤维网布发送到预热辊烫平预热,为了使尽量减少网布组织发生位移,张力系统控制在30-60公斤,预热辊温度130-160度,预热时间60-90秒。

c)对碳纤维网布进行固边及立式垂直涂覆上浆,直接将立式浆料添加增塑剂调稀,用轮滚方式进行上浆,这样网布组织更不会位移。立式正反面总共上浆量180-260gsm,立式烘箱温度140-165度进行预塑化处理,预塑化时间70-105 秒。

d)水平卧一涂覆上浆,上浆量使用重量自动调节系统(NDC)控制。背面上浆量在150-200gsm,随后进入水平烘箱一进行预塑化处理,烘箱温度为155-175度,塑化时间75-110秒。

e)水平卧二涂覆上浆以及产品完全塑化处理,正面上浆量控制在200-350gsm之间,同样使用自动重量调节装置(NDC),保证产品上浆量的准确性与均匀性。烘箱温度165-205度,塑化时间180-210秒,要保证产品完全塑化成型。

f)对已完全塑化成型的产品进行裱处处理以及压花成型,通过对表面进行裱处亚克力或者PVDF等,使产品具有防污自洁、不发粘等。裱处的固含量控制在6-10gsm,裱处烘箱温度145-160度,烘干时间60-75秒。

g)最后对产品进行压花成型、冷却、切边以及收卷。

其中裱处剂组分:亚克力或者PVDF裱处剂需要与丁酮混合使用,具体比例为裱处剂(德国进口):丁酮(MEK)为100:30。

由上述实施例可知,本实用新型所述的碳纤维涂层复合材料具有优异的抗拉、抗撕、抗剥离特性,超低的伸长率,产品立体感强、美观、实用,具有防火阻燃、抗紫外线、抗菌防霉、防污自洁、耐酸碱等性能,并具有优良的导电和导热性能,其可广泛应用于SUP加强片、飞机侧翼加强片、卡车侧帘加强片等领域,主要起到加强巩固的效果。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述,但其只作为范例,本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此,在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本实用新型的范围内。

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