耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法

本发明特别涉及一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，属于复合材料蜂窝。

背景技术：

1、纤维增强复合材料蜂窝是一种新型夹层结构芯材，有效提高结构件强度、刚度的同时，大幅降低系统的总体重量，是先进高性能轻质复合材料结构件重要发展方向。目前复合材料蜂窝基体树脂采用环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂体系，结构强度和刚度高，但复合材料固化之后自然降解难度大，周期长，退役的复合材料结构件只能粉碎深埋或闲置场地堆放，占地广，对环境产生巨大危害。

2、纤维增强热塑性树脂基复合材具有韧性高，抗冲击性能强，强度高，可回收重复利用等优点，但热塑性树脂熔融态粘度大与增强纤维浸润性差，界面相互作用弱，无法充分发挥热塑性树脂基复合材料性能优势，也难于制备的超薄的复合材料片材。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，从而克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明提供了一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，包括：

4、1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；

5、2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；

6、3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；

7、4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。

8、与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：

9、本发明提供的制备方法中的去浆处理和重新上浆工艺绿色环保，不污染环境；以及，纤维增强复合材料先片材成型，再蜂窝结构成型，保证了蜂窝单胞骨架的一致性。

10、本发明提供的制备方法采用水性悬浊液喷涂工艺，树脂复合更均匀，与熔融树脂制备预浸料工艺相比，能耗更低，树脂不因长时间加温而发生性能改变。

11、本发明提供的制备方法所采用蜂窝热压-拉伸成型工艺与传统蜂窝制备工艺(涂胶叠合、压制、拉伸、定型、浸胶、烘干、固化)相比，节省了工艺工序，提高了生产效率。

12、本发明提供的制备方法获得的蜂窝材料退役后可回收重复利用，避免了热固性复合材料结构废弃物污染环境的缺点。

技术特征：

1.一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：在惰性气体保护气氛下对所述第一纤维进行加热处理，以除去所述第一纤维表面的原有浆层；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：先在所述纤维基体的表面形成聚酰胺酸浆层，然后将所述聚酰胺酸浆层进行热亚胺化，形成聚酰亚胺浆层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将所述聚酰胺酸浆层以50℃/0.5h的升温速率梯度加热至300℃进行热亚胺化。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述热塑性树脂分散液中热塑性树脂的含量为20wt％～40wt％；

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：先采用模具压制的方式将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料形成坯体，再将所述坯体拉伸形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：先将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制成片状材料，再以耐高温改性聚酰亚胺芯条胶将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料粘结形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一纤维包括碳纤维或玻璃纤维；和/或，所述热塑性树脂包括聚醚醚酮或热塑性聚酰亚胺。

技术总结
本发明公开了一种耐高温连续纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝的制备方法，包括：1)提供第一纤维，并除去第一纤维表面的原有浆层，获得纤维基体；2)在所述纤维基体的表面形成聚酰亚胺浆层，获得第二纤维；3)将所述第二纤维与热塑性树脂复合，获得纤维增强热塑性树脂基复合材料；4)将所述纤维增强热塑性树脂基复合材料制作形成纤维增强热塑性树脂基复合材料蜂窝。本发明提供的制备方法获得的蜂窝材料退役后可回收重复利用，避免了热固性复合材料结构废弃物污染环境的缺点。

技术研发人员：王永疆,赖毓康,杨依山,仝腾腾,陈红光
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15