[發明專利]一種高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810268251.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108794979B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 馮志海;朱世鵬;楊云華;李龍;潘月秀
• 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;C08K13/06;C08K9/02;C08K9/06;C08K7/06;C08K3/04;C08J5/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將100質量份樹脂、30～60質量份固化劑、0.5～2質量份促進劑和0.1～3質量份無機納米粒子機械攪拌混合，得到樹脂基體；

(2)將纖維單絲直徑為5.4～7.0μm的碳纖維浸漬到所述樹脂基體中，制備預浸料；

(3)對所述預浸料進行鋪層、固化，得到高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料；

步驟(2)在浸漬之前，先在所述碳纖維表面浸漬表面處理液，然后進行干燥處理，所述表面處理液包括以下質量份組分：

10～20份硅烷偶聯劑、80～90份溶液、0.1～1份石墨烯，其中，所述溶液為乙醇或異丙醇中的至少一種與水的組合物；

所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一種；所述石墨烯為羥基或羧基改性石墨烯。

2.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述在所述碳纖維表面浸漬表面處理液，包括：

將所述碳纖維浸入表面處理液中，以0.1～1m/min的速率牽引所述碳纖維脫離所述表面處理液，干燥卷繞成軸。

3.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的固化，包括在120～140℃、0.2～0.4MPa下固化1～2h，然后在180～200℃、0.4～0.8MPa下固化2～4h。

4.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳纖維拉伸強度為5400～6200MPa，拉伸模量為280～320GPa。

5.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述樹脂為4,4’-二氨基二苯基甲烷四縮水甘油基環氧樹脂、鄰苯二甲酸二縮水甘油酯環氧樹脂、雙酚A型縮水甘油醚環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂中的至少一種；所述固化劑為二氨基二苯砜、二氨基二苯甲烷或二苯基甲烷二胺中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述促進劑為芐基二甲胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚或2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的高壓縮強度和高壓拉比碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述無機納米粒子為碳納米管或石墨烯中的至少一種。