[發明專利]一種韌性可控的環氧樹脂基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610168077.9
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105733193B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 欒貽浩;蔣文革;凌輝
• 申請（專利權）人: 航天材料及工藝研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L81/06;C08L67/02;C08K7/06;C08J5/24;C08G59/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明涉及一種韌性可控的環氧樹脂基復合材料的制備方法，具體包括：將環氧樹脂和熱塑性樹脂粉末在加熱條件下混合，得到環氧樹脂基體；將環氧樹脂基體降溫后加入固化劑混合，得到環氧樹脂體系；將環氧樹脂體系制備環氧樹脂膠膜，涂膜溫度控制在80～90℃，膠膜面密度為25～65g/m2；將環氧樹脂膠膜與碳纖維在加熱加壓條件下含浸復合，制備碳纖維熱熔預浸料；將碳纖維熱熔預浸料與聚酯表面氈熱壓復合，熱壓復合溫度為80～90℃；將復合后的熱熔預浸料進行鋪層，并將鋪層好的預浸料固化成型，得到環氧樹脂基復合材料，本發明通過配方設計、工藝設計及聚酯表面氈的使用使得制備得到的環氧樹脂基復合材料具有優異的力學性能、韌性和綜合性能，且韌性可控。

技術領域

本發明涉及一種復合材料制備方法，具體涉及一種韌性可控的環氧樹脂基復合材料的制備方法，屬于環氧樹脂基復合材料技術領域。

背景技術

環氧樹脂基復合材料由于具有較好的力學性能及耐熱性能被廣泛應用于航空航天、汽車、造船等領域，其中一些多官能團環氧樹脂，由于其交聯密度高、復合材料力學性能優異被得到廣泛應用。而環氧樹脂基復合材料具有脆性大的缺點，復合材料在使用過程中受到沖擊容易造成分層，導致復合材料失效。為了提高碳纖維復合材料的抗沖擊性能，一般通過提高復合材料韌性來實現，為了提高碳纖維復合材料的抗沖擊性能，在復合材料中添加熱塑性樹脂實現插層增韌是一種較為有效的方法，而熱塑性增韌層的形式是需要研究的關鍵問題。

目前常用的增韌方法有添加熱塑性樹脂、添加熱塑性粒子、熱塑性薄膜等方法實現層間增韌。北京航空材料研究院等單位采用熱塑性薄膜、撒粉等方式實現層間增韌，北京航空材料研究院針對增韌層的實現形式開展了熱塑性薄膜增韌雙馬、熱塑性薄膜增韌環氧等研究，并取得了較好的效果，復合材料的沖擊后壓縮強度(CAI值)達到250MPa以上。而日本東麗公司的3900-2樹脂，采用在樹脂中添加熱塑性粒子來實現層間增韌，具有熱塑性基體在復合材料中比例可控，復合材料韌性可控等優點，但采用熱塑性薄膜增韌會帶來固化過程中排氣苦難等工藝問題。由研究機構采用靜電紡絲制備層間增韌薄膜，來實現層間增韌。但靜電紡絲制備效率低，一時難以應用于工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種韌性可控的環氧樹脂基復合材料的制備方法，通過配方設計、工藝設計及聚酯表面氈的使用使得制備得到的環氧樹脂基復合材料具有優異的力學性能、韌性和綜合性能，且韌性可控。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種韌性可控的環氧樹脂基復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)、將環氧樹脂和熱塑性樹脂粉末在加熱條件下混合，得到環氧樹脂基體，混合溫度為100～130℃；其中環氧樹脂和熱塑性樹脂粉末的質量比為95:5～70:30；

(2)、將步驟(1)得到的環氧樹脂基體降溫至60～80℃，加入固化劑混合，得到環氧樹脂體系；

(3)、將步驟(2)得到的環氧樹脂體系采用熱熔涂膜機制備環氧樹脂膠膜，涂膜溫度控制在80～90℃，膠膜面密度為25～80g/m2；

(4)、將步驟(3)得到的環氧樹脂膠膜與碳纖維進行含浸復合，制備碳纖維熱熔預浸料，所述碳纖維熱熔預浸料的面密度為160～220g/m2；

(5)、將步驟(4)得到的碳纖維熱熔預浸料與聚酯表面氈在含浸復合機上熱壓復合，熱壓復合溫度為80～90℃，含浸輥間距為300～400μm，所述聚酯表面氈的面密度為10～50g/m2；