[發明專利]一種碳纖維預浸料用環氧樹脂組合物

有效

• 申請號: 201810362796.3
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108485202B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 趙清新;嚴兵;郎鳴華;何定軍;劉圣強;劉騰達;劉成
• 申請（專利權）人: 江蘇澳盛復合材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L67/06;C08L23/06;C08L25/08;C08L81/02;C08L25/06;C08L35/06;C08K3/34;C08K5/14;C08K7/14;C08J5/24
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本發明屬于材料領域，具體涉及一種碳纖維預浸料用環氧樹脂組合物，包含以下組分：雙酚A環氧樹脂100重量份；不飽和聚酯10~30重量份；碳鏈聚合物10~50重量份；填料5~50重量份；有機過氧化物0.2~2重量份。本發明的環氧樹脂組合物于碳纖維界面結合力強，碳纖維增強得到的復合材料力學性能優異，固化收縮率低，產品尺寸精度高，并具有殺菌抗菌效果。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種碳纖維預浸料用環氧樹脂組合物。

技術背景

環氧樹脂是泛指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物。由于分子結構中含有活潑的環氧基團，使它們可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶的具有三向網狀結構的高聚物。固化后的環氧樹脂具有良好的物理、化學性能，它對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定，因而廣泛應用于人們生產生活的各個領域，可以作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。

碳纖維是含碳質量分數在90％以上的無機纖維材料，具有低密度、高比強度、高比模量、耐高溫腐蝕、化學穩定性高等優點。用碳纖維作為增強材料來增強塑料，可以大幅度提高塑料的力學性能，特別是拉伸強度的提高，廣泛用于航空航天和交通運輸等領域。

但是由于碳纖維主要由石墨基碳構成，具有天然的化學惰性，表面能較高，與樹脂(特別是環氧樹脂)的結合性差，界面結合力弱，導致復合材料的壓縮、彎曲和層間剪切強度都比較低，影響材料性能的進一步提高，限制其應用范圍。

經過研究，人民發現可以通過對環氧樹脂的改性，提高環氧樹脂與碳纖維的界面結合力，從而提高復合材料的力學性能。

中國專利CN107057283A公開了一種提高碳纖維環氧樹脂界面結合力的方法，是通過在環氧樹脂中添加氧化石墨烯、碳納米管和異氰酸酯來提高環氧樹脂和碳纖維的界面結合力和浸潤效果，從而提高復合材料的彎曲強度和層間剪切強度。但是氧化石墨烯、碳納米管在環氧樹脂中的分散性差，需要經過超聲處理，并且穩定性不夠，不能長期保存。

中國專利CN106046682A公開了一種提高環氧樹脂纖維復合材料性能的方法，是通過在環氧樹脂中添加埃洛石/碳納米復合材料來改善環氧樹脂和纖維的界面結合力，提高性能。這個方法存在埃洛石/碳納米復合材料在環氧樹脂中不易分散的問題，導致環氧樹脂的儲存和實用性存在不足。

發明內容

為了提高環氧樹脂和碳纖維結合性，提高復合材料的彎曲強度和層間剪切強度，本發明提供了一種碳纖維預浸料用環氧樹脂組合物，包含有以下組分：

雙酚A環氧樹脂100重量份；

不飽和聚酯10～30重量份；

碳鏈聚合物10～50重量份；

填料5～50重量份；

有機過氧化物0.2～2重量份。

進一步的，所述不飽和聚酯由不飽和二元酸、飽和二元酸、三元酸、二元醇縮聚而成，且重量比為不飽和二元酸:飽和二元酸:三元酸:二元醇＝10:(5～10):(0.1～1):(10～20)。

優選地，不飽和聚酯的制備原料中，所述不飽和二元酸選自中康酸、衣康酸中的一種或多種，所述飽和二元酸選自乙二酸或3-苯基戊二酸中的一種或多種，所述三元酸選自檸檬酸或丙三羧酸中的一種或多種，所述二元醇選自1,6-己二醇或二丙二醇中的一種或多種。

進一步的，所述不飽和聚酯在25℃的粘度為1000～3000mPa·s。

進一步的，所述碳鏈聚合物選自聚苯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯酯及其共聚物中的一種或多種。