強(qiáng)度。而且，5cm碳絲束片具有顯著較好的拉伸強(qiáng)度，與2. 5cm碳絲束片相比。此外，用 3K絲束和5cm絲束長度的組合制備的層合件具有特別高的拉伸強(qiáng)度。
[0050] 實(shí)施例2
[0051] 十個(gè)層合件按照與實(shí)施例1相同的方式制備，所不同的是將短切的3K、6K和12K 碳纖維絲束按不同的重量比例組合，以形成包含不同量的每種類型的絲束（0至l〇〇wt% ) 的不連續(xù)碳纖維模塑復(fù)合物。所有碳纖維絲束的短切片均為約5cm長，且它們均使用AS4 等級(jí)CP3000碳纖維絲束制備。十個(gè)層合件以重量百分比計(jì)的組成列于表2。
[0054] 十個(gè)層合件按照與實(shí)施例1相同的方式固化，測(cè)試其拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。結(jié)果 列于表3。
[0055] 表 3
[0056]
[0058] 從表3可以看出，包含lOOwt % 3K短切碳纖維絲束或50wt % 3K短切碳纖維絲束 和50wt% 6Κ短切碳纖維絲束的組合的層合件具有顯著高于其它層合件的拉伸強(qiáng)度（分別 為348MPa和319MPa)。約50wt% 3K碳纖維絲束與約50wt% 6K碳纖維絲束的組合可提供 特別良好的高拉伸強(qiáng)度（319MPa)和高拉伸模量（45GPa)的組合，這樣的結(jié)果不可通過使用 單獨(dú)的3K、6K或12K絲束或通過使用短切碳纖維絲束的其它組合實(shí)現(xiàn)，結(jié)果列于表2。
[0059] 實(shí)施例3
[0060] 按照與實(shí)施例1相同的方式制備和測(cè)試三個(gè)層合件。第一個(gè)層合件包含lOOwt% AS4C GP 12K G3000短切碳纖維絲束片，其為5cm長。第二個(gè)層合件包含100wt%IMA GS 12K(Hexcel Corporation-Dublin，CA)短切碳纖維絲束片，其為5cm長。第三個(gè)層合件包 含各50wt%的用于制備前兩個(gè)層合件的兩種碳絲束片。按照與實(shí)施例1相同的方式將層合 件固化和測(cè)試。結(jié)果列于表4。
[0063] 從表3可見，用于制備不連續(xù)模塑復(fù)合物的碳纖維絲束零料的類型確實(shí)對(duì)模塑復(fù) 合材料的機(jī)械性質(zhì)有影響。
[0064] 實(shí)施例3
[0065] 按照與實(shí)施例1相同的方式制備和測(cè)試三個(gè)層合件。第一個(gè)層合件包含 100wt%頂A GS I2K短切碳纖維絲束片，其為5cm長。第二個(gè)層合件包含100wt%頂9GP 12K(Hexcel Corporation-Dublin，CA)短切碳纖維絲束片，其為5cm長。第三個(gè)層合件包 含各50wt%的用于制備前兩個(gè)層合件的兩種碳絲束片。按照與實(shí)施例1相同的方式將層合 件固化和測(cè)試。結(jié)果列于表5。
[0068] 從表5可以看出，12K IMA和IM9碳纖維絲束可用于制備不連續(xù)碳纖維模塑復(fù)合 物，這樣的復(fù)合物制得的復(fù)合材料部件的機(jī)械性質(zhì)與可使用包含100% 3K AS4碳纖維絲束 的不連續(xù)碳纖維模塑復(fù)合物制備的復(fù)合材料部件的機(jī)械性質(zhì)類似。應(yīng)該注意，預(yù)期使用3K IMA和/或頂9碳纖維絲束片制備的不連續(xù)模塑復(fù)合物制備的復(fù)合材料部件所具有的機(jī)械 性質(zhì)優(yōu)于使用12 K IMA和/或頂9碳纖維絲束獲得的那些。
[0069] 通過上述本發(fā)明示例性實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白公開內(nèi)容僅是示例性 的，可以在本發(fā)明范圍內(nèi)進(jìn)行各種其它可替代方式、改編和修改。因此，本發(fā)明不受上述實(shí) 施方式的限制，而是僅由所附權(quán)利要求限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，所述方法包括以下步驟： 提供lcm至10cm長的短切碳纖維絲束的集合； 將包含熱固性樹脂顆粒的粉末狀熱固性樹脂與所述短切碳纖維絲束的集合混合，形成 短切碳纖維絲束和粉末狀熱固性樹脂的共混物，其中所述顆粒通過靜電吸引附接于所述短 切碳纖維絲束；和 將短切碳纖維和熱固性樹脂顆粒的所述共混物加熱至足夠的溫度達(dá)足夠的時(shí)間，所述 溫度和時(shí)間足以使所述熱固性樹脂顆粒部分熔融且足以使所述顆粒粘附于所述短切碳纖 維絲束；和 將所述短切碳纖維的加熱的共混物冷卻，形成所述不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物，該模塑復(fù) 合物包含不連續(xù)樹脂短切的纖維絲束元件，該元件包含與所述顆粒粘附的所述碳纖維絲 束。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述短切碳纖維絲束為 5-lOcm長。3. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述碳纖維絲束包含約 3, 000根單絲。4. 根據(jù)權(quán)利要求2的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述碳纖維絲束包含約 3, 000根單絲。5. 根據(jù)權(quán)利要求3的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中將多個(gè)碳纖維絲束短 切，形成短切碳纖維絲束的集合，并且其中每個(gè)碳纖維絲束均包含單絲，并且其中在至少兩 個(gè)所述碳纖維絲束中存在的單絲數(shù)目不相同。6. 根據(jù)權(quán)利要求5的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述多個(gè)碳纖維絲束包 含約3000根單絲或約6000根單絲。7. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述粉末狀熱固性樹脂 是環(huán)氧樹脂。8. 根據(jù)權(quán)利要求7的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述粉末狀熱固性樹脂 共計(jì)占所述模塑復(fù)合物總重量的30wt%至50wt%。9. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中至少一部分所述短切碳 纖維絲束是通過將碳纖維絲束的零料短切成所述短切碳纖維絲束來制備。10. 根據(jù)權(quán)利要求8的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述碳纖維絲束的零 料由約3000根單絲組成。11. 根據(jù)權(quán)利要求7的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其中所述粉末狀熱固性樹 脂的軟化點(diǎn)為60°C至80°C。12. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。13. 根據(jù)權(quán)利要求2的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。14. 根據(jù)權(quán)利要求3的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。15. 根據(jù)權(quán)利要求5的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。16. 根據(jù)權(quán)利要求6的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。17. 根據(jù)權(quán)利要求7的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。18. 根據(jù)權(quán)利要求9的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所述 不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。19. 根據(jù)權(quán)利要求10的制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物的方法，其包括另外的步驟：將所 述不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物模塑，形成復(fù)合材料部件。20. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法制備的不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物。
【專利摘要】由碳纖維絲束(12)制備不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物(28)的方法。方法包括使用來自廢舊碳纖維筒管的碳纖維絲束的零料。將零料短切成小片，形成1cm至10cm長的短切碳纖維絲束(18)的集合。然后將短切碳纖維絲束(18)與粉末狀樹脂(24)混合，形成短切碳纖維絲束和粉末狀樹脂(24)的共混物(22)。將共混物(22)加熱以將樹脂顆粒(24)軟化/熔融，然后冷卻形成不連續(xù)纖維模塑復(fù)合物(28)。
【IPC分類】B29B9/14, C08J5/04, B29C70/12
【公開號(hào)】CN105339145
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480036191
【發(fā)明人】B·布爾西耶
【申請(qǐng)人】赫克賽爾公司
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2014年6月10日
【公告號(hào)】CA2912183A1, EP3013546A1, US20140377556, WO2014209601A1