CN103360713A - 一种纤维预浸布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纤维预浸布，包括纤维布，所述纤维布浸吸有光敏树脂。本发明还提供一种上述纤维预浸布的制备方法，其主要包括以下步骤：首先配置光敏树脂溶液；然后将纤维布浸入装有上述光敏树脂溶液的预浸槽中进行浸润；将充分浸润的纤维布进行UV固化，即可得到产品。本发明的提供的纤维预浸布的成型周期较短、产品表面平整。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维预浸布及该纤维预浸布的制备方法。
背景技术
目前，纤维预浸布大多是纤维布经过预浸环氧树脂或预浸酚醛树脂后进行固化形成的，即先将纤维布浸入环氧树脂或预浸酚醛树脂中，使纤维布中浸吸环氧树脂或酚醛树脂，然后对其进行加热，使浸吸在纤维布中的环氧树脂或酚醛树脂固化。而纤维布预浸环氧树脂或酚醛树脂后，其需要较长的时间进行加热以完成固化(一般需要7-10分钟)；完成固化后又需要较长的时间才能冷却(一般需要7-10分钟)，其成型周期较长。而且，这种纤维预浸布会因温度、时间的差异，造成树脂不能完全填充及覆盖在纤维布表面，使得成型后的产品表面存在凹陷等缺陷，需要经过打磨、喷涂等复杂的后处理工序才能达到外观要求。
发明内容
本发明为解决现有纤维预浸布成型周期较长、产品表面存在凹陷的技术问题，提供一种成型周期较短、产品表面平整的纤维预浸布。
一种纤维预浸布，包括纤维布，所述纤维布浸吸有光敏树脂。
另外，本发明还提供一种上述纤维预浸布的制备方法，其主要包括以下步骤：
S1：将纤维布浸入光敏树脂溶液中进行浸润；
S2：将浸润均匀的纤维布进行UV固化，得到产品。
根据本发明提供的纤维预浸布，为光敏树脂预浸，光敏树脂在光诱导下进行固化，固化过程中无须加热，固化时间短，产品成型周期大大缩短；且光敏树脂能完全填充及覆盖在纤维布表面，产品表面效果更好。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施方式及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式及实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种纤维预浸布，包括纤维布，所述纤维布浸吸有光敏树脂。
所述光敏树脂可以为常规的在光引发活化下能够迅速发生聚合并交联固化的材料。在本发明中，所述光敏树脂优选为由预聚物、单体稀释剂和光引发剂经过固化而形成的。
所述预聚物是含有不饱和官能基团的低分子聚合物。在本发明中，预聚物选自环氧 丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、不饱和聚酯中的一种或几种。
所述单体稀释剂为一种功能性单体稀释剂，不仅参与固化，而且对粘度较大的预聚物有稀释作用。在本发明中，单体稀释剂优选为活性程度高的N-乙烯基毗咯烷酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、脂肪烃缩水甘油醚丙烯酸酯中的一种或几种，以提高光敏树脂的固化速度。
所述光引发剂为一种能够吸收辐射能，经过化学变化产生具有引发聚合能力的活性中间体的物质，其作用是产生引发紫外光固化反应的活性基团。在本发明中，光引发剂优选为安息香、苯乙酮、硫杂蒽酮、香豆酮或苯甲酮中的一种或几种。
在本发明中，为降低光敏树脂溶液的粘度，能保证纤维布的充分浸润。优选的，以所述光敏树脂的质量为基准，所述预聚物的含量为50-78wt％，所述单体稀释剂的含量为20-45wt％，所述光引发剂的含量为2-5wt％。
所述纤维布为由多根纤维丝组成的纤维束编织而成的布。在本发明中，所述纤维布优选为碳纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布。
优选的，本发明中纤维预浸布的厚度优选为0.2-0.3mm，所述纤维布的面密度为200g/m2-300g/m2，在此厚度和面密度范围内，浸吸在纤维布中的光敏树脂固化速度快，易于固化，便于缩短产品成型周期。
同时，本发明还提供一种上述纤维预浸布的制备方法，其包括以下步骤：
S1：将纤维布浸入光敏树脂溶液中进行浸润；
S2：将浸润均匀的纤维布进行UV固化，得到产品。
优选的，在本发明中，在进行步骤S2前对充分浸润的纤维布进行压合，以使纤维预浸布形成不同的形状，如弧形、拱形等。具体的压合步骤可以为：先将浸润过后的纤维布置于两个滚筒中进行滚压，滚筒转速为5r/min-10r/min，调整两个滚筒的间距以调节浸润厚度。然后将其置于模具中进行压合，压合时用上模、下模一起合模以形成不同形状。压合的压力为0.6-1.2MPa，时间为5s-10s。
所述光敏树脂溶液可以为常规的在光引发活化下能够迅速发生聚合并交联固化的材料的溶液，本发明中，所述光敏树脂溶液优选包括预聚物、单体稀释剂、光引发剂，所述预聚物的含量为50-78wt％，所述单体稀释剂的含量为20-45wt％，所述光引发剂的含量为2-5wt％。在本发明中，将所述预聚物、单体稀释剂和光引发剂置于容器中进行搅拌，混合均匀后即可得光敏树脂溶液。
预聚物优选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、不 饱和聚酯中的一种或几种。
单体稀释剂优选为N-乙烯基毗咯烷酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、脂肪烃缩水甘油醚丙烯酸酯中的一种或几种，优选情况下的单体稀释剂，活性程度很高，能够大幅度提高光敏树脂的固化速度。
光引发剂优选为安息香、苯乙酮、硫杂蒽酮、香豆酮或苯甲酮中的一种或几种。
在本发明中，优选纤维布由牵引装置牵引浸入装有光敏树脂溶液的预浸槽中，充分浸润后进入两个滚筒中进行滚压成型，滚压成型的目的在于使经过浸润的纤维布形成不同的形状，同时也能进一步使纤维布表面的光敏树脂浸润均匀；然后在滚压过后的纤维布上下分别采用UV光固化灯照射纤维布以固化浸吸在纤维布中的光敏树脂。
根据本发明提供的纤维预浸布是在纤维布中预浸光敏树脂，光敏树脂在光诱导下进行固化，固化过程中无须加热，固化时间短，产品成型周期大大缩短；且光敏树脂能完全填充及覆盖在纤维布表面，产品表面效果更好。
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
将600g不饱和聚酯、370gN-乙烯基吡咯烷酮以及30g苯乙酮置于玻璃容器搅拌至混合均匀，然后将其倒入预浸槽中。
将面密度为200g/m2的碳纤维布由牵引机牵引浸入预浸槽中充分浸润；然后取出碳纤维布，在其上下方分别采用UV光固化灯进行照射固至固化完全。牵引机的牵引速度为0.1m/s；相邻两盏UV等间距0.2m，共10盏；每盏UV灯的光强为2.5W/cm2。得到的产品碳纤维预浸布厚度为0.3mm，其表面平整、光滑。记录产品的固化时间，并记录在表1中。
实施例2
将500g环氧丙烯酸酯、450g三羟甲基丙烷三丙烯酸酯以及50g安息香置于玻璃容器中搅拌至混合均匀，然后将其倒入预浸槽中。
将面密度为250g/m2的玻璃纤维布由牵引机牵引浸入预浸槽中充分浸润；然后将充分浸润的玻璃纤维布置于两个滚筒中进行滚压，调整两个滚筒之间的间隙为0.2mm；然后将滚压过后的玻璃纤维布置于拱形模具中进行压合，模压为1.2MPa，时间为5s；最后，在压合过后的玻璃纤维布的上下方分别采用UV光固化灯进行照射固化至固化完全。牵引机的牵引速度为0.1m/s；相邻两盏UV等间距0.2m，共10盏；每盏UV灯的光强为2.5W/cm2。得到的产品玻璃纤维预浸布厚度为0.2mm，其表面平整、光滑。记录产品的固化时间，并记录在表1中。
实施例3
将780g聚氨酯丙烯酸酯、200g脂肪烃缩水甘油醚丙烯酸酯以及20g硫杂蒽酮置于玻璃容器搅拌至混合均匀，然后将其导入预浸槽中。
将面密度为300g/m2的芳纶纤维布由牵引机牵引浸入预浸槽中充分浸润；然后将充分浸润的芳纶纤维布置于两个滚筒中进行滚压，调整两个滚筒之间的间隙为0.25mm；然后将滚压过后的芳纶纤维布置于弧形模具中进行压合，模压为0.8MPa，时间为10s；最后，在压合过后的芳纶纤维布的上下方分别采用UV光固化灯进行照射固化至固化完全。牵引机的牵引速度为0.1m/s；相邻两盏UV等间距0.2m，共10盏；每盏UV灯的光强为2.5W/cm2。得到的产品芳纶纤维预浸布厚度为0.25mm，其表面平整、光滑。记录产品的固化时间，并记录在表1中。
对比例
在预浸槽中加入1000g环氧树脂，然后加入50g二氯乙烷，搅拌均匀；然后将选取的碳纤维布浸入预浸槽中预浸10min；充分浸润后再将纤维布裁剪成所需的形状，其置于热压成型机中进行热压成型，成型温度为140℃，时间为8min，然后自然冷却至室温，冷却时间为8min。得到产品碳纤维预浸布的表面可见一定量的沙眼和凹坑，表面效果差。
性能对比
表1
从表1中可以看出，根据本发明提供的纤维预浸布，其固化时间明显短于传统的纤维预浸布的固化时间，其成型周期短；且成型后的纤维预浸布表面平整、光滑，表观效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，因此，只要运用本发明说明书内容所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种纤维预浸布，包括纤维布，其特征在于，所述纤维布浸吸有光敏树脂。
2.根据权利要求1所述的纤维预浸布，其特征在于，所述光敏树脂由预聚物、单体稀释剂和光引发剂固化而成。
3.根据权利要求2所述的纤维预浸布，其特征在于，所述预聚物为聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和不饱和聚酯中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的纤维预浸布，其特征在于，所述单体稀释剂为N-乙烯基吡咯烷酮、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和脂肪烃缩水甘油醚丙烯酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的纤维预浸布，其特征在于，所述光引发剂为安息香、苯乙酮、硫杂蒽酮、香豆酮和苯甲酮中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的纤维预浸布，其特征在于，以所述光敏树脂的质量为基准，所述预聚物的含量为50-78wt%，所述单体稀释剂的含量为20-45wt%，所述光引发剂的含量为2-5wt%。
7.根据权利要求1所述的纤维预浸布，其特征在于，所述纤维布为碳纤维布、玻璃纤维布或芳纶纤维布。
8.根据权利要求1所述的纤维预浸布，其特征在于，所述纤维预浸布的厚度为0.2-0.3mm。
9.根据权利要求1所述的纤维预浸布，其特征在于，所述纤维布的面密度为200g/m2-300g/m2。
10.一种权利要求1-9任一项所述的纤维预浸布的制备方法，其包括以下步骤：
S1：将纤维布浸入光敏树脂溶液中进行浸润；
S2：将浸润均匀的纤维布进行UV固化，得到产品。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述光敏树脂溶液包括预聚物、单体稀释剂、光引发剂，所述预聚物的含量为50-78wt%，所述单体稀释剂的含量为20-45wt%，所述光引发剂的含量为2-5wt%。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤S2前还包括对充分浸润的纤维布进行压合，以使纤维布形成不同的形状。
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