[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610235881.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105694372B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)連慶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 泰安天成復(fù)合材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L63/00
• 分類(lèi)號(hào): C08L63/00;C08L23/06;C08K13/06;C08K9/10;C08K7/06;C08K3/30;C08K5/098;C08K5/20
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發(fā)明提供一種碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其重量份組成包括：環(huán)氧樹(shù)脂45～60份，增韌劑10～15份，爽滑劑4～5份，固化劑15～20份，促進(jìn)劑1～2份，增稠劑5～10份，脫模劑1～3份，增容劑5～10份，納米硫酸鋇10～15份，UHMWPE 8～12份，碳纖維10～16份。本發(fā)明還公開(kāi)了該碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提供的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料具有較好的耐刮擦性能。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，特別是涉及一種用于自行車(chē)配件的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

碳纖維復(fù)合材料是正在崛起的一類(lèi)十分引入注目的新型材料，它可以兼顧碳纖維和基體的性能而成為綜合性能更為優(yōu)異的工程結(jié)構(gòu)材料和具有特殊性能的功能材料，主要分為碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料和金屬基復(fù)合材料。金屬基體具有高強(qiáng)度、耐熱性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性及抗吸潮老化等性能，但其制造工藝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，現(xiàn)階段研究主要是優(yōu)化設(shè)計(jì)其制造工藝，改善碳纖維與基體的相容性，充分發(fā)揮這種復(fù)合材料的性能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而開(kāi)拓其應(yīng)用市場(chǎng)。樹(shù)脂基復(fù)合材料發(fā)展先于金屬基復(fù)合材料，始于60年代初期，是在玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。由于其比重小、力學(xué)性能和化學(xué)性能較好，自80年代起得到了廣泛的推廣應(yīng)用，大量用作飛機(jī)輕質(zhì)材料，而且隨成本的降低，在機(jī)械、化工、汽車(chē)、自行車(chē)等結(jié)構(gòu)零件及體育娛樂(lè)等器件中也獲得了廣泛的應(yīng)用。

環(huán)氧樹(shù)脂是優(yōu)良的熱固性樹(shù)脂，它與目前大量應(yīng)用的不飽和聚酯樹(shù)脂相比，具有更優(yōu)良的物理性能、電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐熱和粘合性能，是目前最普遍、最重要的一種基體材料和結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。在剛度、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì)。據(jù)粗略調(diào)查顯示，我國(guó)目前用于環(huán)氧基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料所需環(huán)氧樹(shù)脂總量在15萬(wàn)噸左右，且每年以20％的速度增長(zhǎng)。

例如，公開(kāi)號(hào)為CN101805493B、公開(kāi)日為2012.03.07、申請(qǐng)人為中山大學(xué)、東莞泰合復(fù)合材料有限公司的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了“一種耐高溫碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料及制備方法和用途”，包括預(yù)浸料的制備和復(fù)合材料的固化成型，該方法通過(guò)引入一類(lèi)潛伏性促進(jìn)劑脂肪胺氫氟酸鹽，降低了復(fù)合材料在模具中的成型時(shí)間，有效地提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本且不會(huì)降低預(yù)浸料的貯存期；通過(guò)高溫?zé)崽幚恚M(jìn)一步提高樹(shù)脂的交聯(lián)密度，有助于提高復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，同時(shí)，高溫?zé)崽幚砜梢杂行У叵蚩焖俟袒a(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；制得的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和耐磨性，復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在190～210℃之間，能夠滿(mǎn)足耐180℃高溫環(huán)境的要求。該復(fù)合材料可用于在汽車(chē)、自行車(chē)、飛機(jī)中應(yīng)力桿件的制備，或在管道、儲(chǔ)物罐及反應(yīng)釜的制備中的應(yīng)用。不過(guò)，該發(fā)明也存在一定的缺陷：其耐刮擦性能不是很好，耐刮擦性能是指材料受到外力作用時(shí)，對(duì)外力的抵抗能力和形變吸收能力，而當(dāng)這種抵抗能力小及這種形變吸收(產(chǎn)生塑性形變)不能恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，基材表面就被破壞，產(chǎn)生劃痕，耐刮擦性能主要與材料的硬度和摩擦系數(shù)有關(guān)，硬度越高、摩擦系數(shù)越低則耐刮擦性能越好，而該發(fā)明在硬度和摩擦系數(shù)方面均不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其具有較好的耐刮擦性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其重量份組成包括：其重量份組成包括：環(huán)氧樹(shù)脂45～60份，增韌劑10～15份，爽滑劑4～5份，固化劑15～20份，促進(jìn)劑1～2份，增稠劑5～10份，脫模劑1～3份，增容劑5～10份，納米硫酸鋇10～15份，UHMWPE 8～12份，碳纖維10～16份。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂或雙酚S型環(huán)氧樹(shù)脂。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述增韌劑為端氨基液體丁腈橡膠。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述爽滑劑為芥酸酰胺。