一种碳纤维复合材料及其制备方法与流程

文档序号:14623798发布日期:2018-06-08 04:59阅读:334来源:国知局

本发明涉及一种复合材料及其制备方法,更具体地说,本发明涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法,属于碳纤维复合材料技术领域。



背景技术:

环氧树脂自50年代商品化以来,以其良好的耐化学性、低收缩、高强度和优异的工艺性能而得到广泛应用,其碳纤维复合材料更是成为航空航天、军事装备等领域不可缺少的特殊材料。

国家知识产权局于2014.01.01公开了一件公开号为CN103483552A,名称为“一种碳纤维复合材料用基体树脂及其制备方法”的发明,该发明涉及一种碳纤维复合材料用基体树脂及其制备方法,所述基体树脂由质量比为100:50-100:10-50:5-20:50-100:300-600的N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯醚环氧树脂、ES216环氧树脂,2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷、3,3’-二甲基-4,4’-双(4-羧基酞酰亚胺基)二苯甲烷、固化剂和有机溶剂组成。本发明制造工艺简单,原料来源方便,所得基体树脂综合性能优异,可制得高性能的碳纤维复合材料,可应用于体育器材、航空航天、汽车、电子微电子等领域的结构材料,适宜于工业化生产,具有很高的商业化前景。

我国的碳纤维-环氧树脂复合材料,成型温度较高,基体韧性差,因而在应用过程中受到较大限制。



技术实现要素:

本发明旨在解决现有技术的问题,提供一种碳纤维复合材料,该复合材料能够在较低温度成型,且机械性能优异。

为了实现上述发明目的,其具体的技术方案如下:

一种碳纤维复合材料,其特征在于:包括碳纤维0.5-1平方米和以下按照重量份数计的原料:

E-51环氧树脂 20-30份

E-42环氧树脂 20-30份

TDE-86环氧树脂 20-30份

亚甲基双环己烷胺 10-20份

ED-600固化剂 15-25份

三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 10-20份

三乙烯二胺 5-10份

丙酮 30-50份。

本发明所述的碳纤维为1300-3000B碳纤维。

一种碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下工艺步骤:

A、于一容器内按照配方要求,准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺;加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶,备用;

B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小;

C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料;

D、将预浸料按样板裁剪,重叠铺覆于模具中;放入平板压机,从室温开始,升温至80℃,保温0.5-1h;升温至85℃,继续保温1.5-2h;升温至95℃,继续保温1.5-2h;升温至120℃,继续保温1.5-2h;

E、固化结束后,冷却至室温,得到碳纤维复合材料。

本发明在步骤D中,所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。

本发明在步骤D中,所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。

本发明带来的有益技术效果:

本发明为了使碳纤维-环氧树脂固化体系能在较低温度范围内实现较佳固化,从环氧树脂固化剂及固化工艺两方面入手,制备了可中温固化,能湿法制作预浸料且机械性能优异的碳纤维复合材料。

具体实施方式

实施例1

一种碳纤维复合材料,包括碳纤维0.5平方米和以下按照重量份数计的原料:

E-51环氧树脂 20份

E-42环氧树脂 20份

TDE-86环氧树脂 20份

亚甲基双环己烷胺 10份

ED-600固化剂 15份

三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 10份

三乙烯二胺 5份

丙酮 30份。

实施例2

一种碳纤维复合材料,包括碳纤维1平方米和以下按照重量份数计的原料:

E-51环氧树脂 30份

E-42环氧树脂 30份

TDE-86环氧树脂 30份

亚甲基双环己烷胺 20份

ED-600固化剂 25份

三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 20份

三乙烯二胺 10份

丙酮 50份。

实施例3

一种碳纤维复合材料,包括碳纤维1.2平方米和以下按照重量份数计的原料:

E-51环氧树脂 25份

E-42环氧树脂 25份

TDE-86环氧树脂 25份

亚甲基双环己烷胺 15份

ED-600固化剂 20份

三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 15份

三乙烯二胺 12份

丙酮 40份。

实施例4

一种碳纤维复合材料的制备方法,包括以下工艺步骤:

A、于一容器内按照配方要求,准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺;加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶,备用;

B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小;

C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料;

D、将预浸料按样板裁剪,重叠铺覆于模具中;放入平板压机,从室温开始,升温至80℃,保温0.5h;升温至85℃,继续保温1.5h;升温至95℃,继续保温1.5h;升温至120℃,继续保温1.5h;

E、固化结束后,冷却至室温,得到碳纤维复合材料。

优选的,在步骤D中,所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。

优选的,在步骤D中,所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。

实施例5

一种碳纤维复合材料的制备方法,包括以下工艺步骤:

A、于一容器内按照配方要求,准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺;加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶,备用;

B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小;

C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料;

D、将预浸料按样板裁剪,重叠铺覆于模具中;放入平板压机,从室温开始,升温至80℃,保温1h;升温至85℃,继续保温2h;升温至95℃,继续保温2h;升温至120℃,继续保温2h;

E、固化结束后,冷却至室温,得到碳纤维复合材料。

优选的,在步骤D中,所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。

优选的,在步骤D中,所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。

实施例6

一种碳纤维复合材料的制备方法,包括以下工艺步骤:

A、于一容器内按照配方要求,准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺;加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶,备用;

B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小;

C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料;

D、将预浸料按样板裁剪,重叠铺覆于模具中;放入平板压机,从室温开始,升温至80℃,保温1.2h;升温至85℃,继续保温1.75h;升温至95℃,继续保温1.8h;升温至120℃,继续保温1.7h;

E、固化结束后,冷却至室温,得到碳纤维复合材料。

优选的,在步骤D中,所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。

优选的,在步骤D中,所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。

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