[發明專利]高剪切強度改性碳纖維復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710742080.1
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107418150B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 毛海燕;譚海林
• 申請（專利權）人: 佛山市彩貴新型材料有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L27/16;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/22;C08K7/12;C08K3/36;C08K3/40;B29C48/92;C08J5/04;C08F291/10;C08F220/32
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發明公開了高剪切強度改性碳纖維復合材料的制備方法，包括：將碳纖維、二酚基丙烷環氧樹脂、聚偏氟乙烯以及甲基丙烯酸縮水甘油酯干燥，置于預混機中進行混合，得到混合物a；將填料、固化劑、促進劑以及抗氧劑在預混機中進行混合，得到混合物b；待混合物a以及混合物b冷卻后，進行兩者物理混合，得到混料；將混料加至雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿轉速為180‐260r/min，控制各區溫度分別為：一區溫度為210‐220℃，二區溫度為215‐220℃，三區溫度為218‐224℃，四區溫度為220‐228℃，混合物熔融擠出，過水冷卻，造粒，得到粒料。不但拉伸強度高，而且剪斷強度也非常理想。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其涉及高剪切強度改性碳纖維復合材料的制備方法。

背景技術

碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維外柔內剛，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。

碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。

碳纖維復合材料雖然拉伸強度強，但是，剪斷強度卻非常的弱，這大大影響了其綜合性能，限制了其利用的領域。現有的方法中，還未有較好的制備工藝，制備出高剪切強度改性碳纖維復合材料。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了高剪切強度改性碳纖維復合材料的制備方法，本制備方法制備的復合材料解決了碳纖維材料剪斷強度低的問題。

高剪切強度改性碳纖維復合材料的制備方法，所述材料由如下按質量組分組成：碳纖維：60-90份，二酚基丙烷環氧樹脂：30-50份，聚偏氟乙烯：5-15份，甲基丙烯酸縮水甘油酯：50-70份，填料：10-15份，固化劑：15-25份，促進劑：1-4份，抗氧劑：0.8-1.6份。

優選地，所述材料由如下按質量組分組成：碳纖維：68-76份，二酚基丙烷環氧樹脂：36-44份，聚偏氟乙烯：7-12份，甲基丙烯酸縮水甘油酯：54-62份，填料：11-14份，固化劑：17-23份，促進劑：2-3份，抗氧劑：0.9-1.4份。

優選地，所述材料由如下按質量組分組成：碳纖維：72份，二酚基丙烷環氧樹脂：42份，聚偏氟乙烯：9份，甲基丙烯酸縮水甘油酯：57份，填料：13份，固化劑：19份，促進劑：3份，抗氧劑：1.3份。

優選地，所述填料為氧化鋁粉、玻璃粉、云母粉、石英粉以及石棉粉中的一種。

優選地，所述填料為石英粉。

優選地，所述固化劑為乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺以及二乙氨基丙胺中的一種。

優選地，所述固化劑為三乙烯四胺。

優選地，所述促進劑為氯化亞錫、三氯化鐵以及對氯代苯甲酸中的一種。

優選地，所述促進劑為三氯化鐵。

優選地，所述抗氧劑為2,6-二-三級丁基-4-甲基酚以及硫代二丙酸雙酯的混合物，其質量比為1:1。

本發明的有益效果在于：本復合材料不但拉伸強度高，而且剪斷強度也非常理想，同時，也解決了碳纖維材料放置在陽光下時非常易老化，材料會逐漸變白的問題；本制備方法工序較少，條件溫和，易操作。

具體實施方式：