一种碳纤维预浸料及其制备方法与流程

本发明属于碳纤维复合材料，尤其是涉及一种碳纤维预浸料及其制备方法。

背景技术：

1、碳纤维预浸料是用碳纤维或其织物在一定条件下经浸渍工艺加工而成的复合材料，具有强度高、可塑性好的特点，广泛应用于钓具、运动器材、汽车或航空航天领域，也是火箭、导弹、卫星等军工产品制造领域的重要结构材料。碳纤维增强环氧树脂预浸料是碳纤维增强环氧树脂基复合材料的中间产物，其性能的好坏直接影响复合材料的性能，因此，在预浸料生产过程中，对树脂基体配方、预浸料的加工工艺的研究至关重要。近年来由于高频率和高集成化电子设备及其零部件工艺技术的飞速发展，对材料导热和耐高温性能的要求大大提升，然而目前使用的树脂基复合材料普遍具有比较低的热导率，极易产生热量的聚集，越来越难以适应电子信息时代高频率和高集成化发展的要求。另外，纤维增强环氧树脂基复合材料在低速冲击下容易出现基体开裂和分层，使其应用领域受到限制，因此如何提高碳纤维预浸料的导热性能和力学性能就成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种碳纤维预浸料及其制备方法，以解决上述问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种碳纤维预浸料的制备方法，该方法包括如下步骤：

4、1）用硬脂酸对纳米al2o3进行改性，得到改性纳米al2o3；

5、2）将树脂基体、胺类固化剂、全氟己基乙基醇溶于四氢呋喃中，并加入改性纳米al2o3搅拌均匀得浸渍料，其中，树脂基体包括质量份数比为30-60:5-8:10-20的缩水甘油醚型环氧树脂、环氧化聚丁烯和聚酰亚胺；

6、3）用硝酸对碳纤维进行氧化处理，得到改性碳纤维；

7、4）将改性碳纤维浸入浸渍料中制得碳纤维预浸料。

8、进一步，硬脂酸与纳米al2o3添加质量比为0.1%-5%。

9、进一步，纳米al2o3为氧化铝纳米纤维，直径4-8nm，长度200-300nm，纯度99%。

10、进一步，胺类固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、t31、593中的一种或几种。

11、进一步，缩水甘油醚型环氧树脂为双酚a环氧树脂或双酚f环氧树脂。

12、进一步，双酚a环氧树脂为e-44。

13、进一步，浸渍料包括如下重量份数的原料：树脂基体80-100份、胺类固化剂20-40份、全氟己基乙基醇1-10份、四氢呋喃60-90份、改性纳米al2o3 1-5份。

14、本发明还提供了由上述所述的方法制备得到的碳纤维预浸料。

15、相对于现有技术，本发明所述的碳纤维预浸料及其制备方法具有以下优势：

16、本发明所述的碳纤维预浸料添加了导热填料纳米al2o3，提高了热导率，树脂基体包括缩水甘油醚型环氧树脂、环氧化聚丁烯和聚酰亚胺，混合树脂基体可提高基体的综合力学性能；经氧化处理的碳纤维能更好的与树脂基体结合，提高预浸料的综合性能。

技术特征：

1.一种碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：硬脂酸与纳米al2o3添加质量比为0.1%-5%。

3.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：纳米al2o3为氧化铝纳米纤维，直径4-8nm，长度200-300nm，纯度99%。

4.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：胺类固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、t31、593中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：缩水甘油醚型环氧树脂为双酚a环氧树脂或双酚f环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：双酚a环氧树脂为e-44。

7.根据权利要求1所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：浸渍料包括如下重量份数的原料：树脂基体80-100份、胺类固化剂20-40份、全氟己基乙基醇1-10份、四氢呋喃60-90份、改性纳米al2o3 1-5份。

8.一种由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的碳纤维预浸料。

技术总结
本发明提供了一种碳纤维预浸料，添加了导热填料纳米Al2O3，提高了热导率，树脂基体包括缩水甘油醚型环氧树脂、环氧化聚丁烯和聚酰亚胺，混合树脂基体可提高基体的综合力学性能；经氧化处理的碳纤维能更好的与树脂基体结合，提高预浸料的综合性能。

技术研发人员：韩宇,于宗芝,吴禹錡,要锦伟,耿中航,张毅
受保护的技术使用者：天津爱思达航天科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16