[發(fā)明專利]一種多層碳纖維／玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法

在審

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• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN110938287A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦志永;盧禹彤;劉秋林;高偉;廖木榮;孫儀
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08K9/04;C08K9/06;C08K7/14;C08K7/06;C08J5/06;C08J5/08
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本發(fā)明提供了一種多層碳纖維/玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，主要選取玻璃纖維布和碳纖維布，通過對(duì)兩種纖維同多巴胺對(duì)其進(jìn)行改性，使纖維上附著多巴胺，再用偶聯(lián)劑對(duì)其進(jìn)行處理，得到了性能更加優(yōu)越的碳纖維和玻璃纖維。通過進(jìn)行一些將簡便合理的組坯，添加環(huán)氧樹脂對(duì)其冷壓制備出多層改性纖維復(fù)合材料，通過化學(xué)鍵的方式能夠提高纖維與環(huán)氧樹脂的結(jié)合，增強(qiáng)與環(huán)氧樹脂的結(jié)合強(qiáng)度，從而制備出性能更加良好的材料，也提高了碳纖維和玻璃纖維的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種多層碳纖維/玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維復(fù)合材料自20世紀(jì)50年代面世以來，以其獨(dú)特的性能，如高的比強(qiáng)度和剛度、低密度及設(shè)計(jì)的靈活性，主要用于火箭、航天、航空等尖端科學(xué)技術(shù)，隨著碳纖維復(fù)合材料性能的不斷完善和提高，目前在土木建筑、石油工業(yè)、汽車工業(yè)、體育器材等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。玻璃纖維使具有較高性能的無機(jī)非金屬材料，由于具有較好的耐熱性和耐腐蝕性，玻璃纖維成為現(xiàn)在應(yīng)用范圍最廣的增強(qiáng)材料。

在復(fù)合材料的界面研究中，使用偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合材料界面進(jìn)行處理，利用偶聯(lián)劑的橋聯(lián)作用，改善復(fù)合材料的界面粘結(jié)提高其界面粘結(jié)強(qiáng)度，是復(fù)合材料界面改性中最有效的方法之一。根據(jù)仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：多巴胺(dopamine)是L-多巴的兒茶酚衍生物中的一種，由于同時(shí)具有鄰苯二酚基團(tuán)和賴氨酸的氨基官能團(tuán)，因此能夠有很好的附著性能。目前多巴胺在納米復(fù)合材料、醫(yī)學(xué)、污染處理、抗菌性等領(lǐng)域漸漸發(fā)展起來，由于其卓越的粘附性能、生物相容性等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。

環(huán)氧樹脂是一種性能優(yōu)異的熱固性樹脂，分子中含有兩個(gè)或以上環(huán)氧基。由于具有良好的粘接性、耐腐蝕性、絕緣性以及高強(qiáng)度等優(yōu)異性能，同時(shí)它的貯存壽命長，固化時(shí)不釋放揮發(fā)物，固化收縮率低，因此環(huán)氧樹脂成為聚合物基復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的基體樹脂。環(huán)氧樹脂不僅可以在多種成型工藝中應(yīng)用，也可根據(jù)不同配方調(diào)配，同時(shí)由于它的調(diào)節(jié)粘度范圍大可以適應(yīng)不同的生產(chǎn)工藝。

此外，中國申請201610975918.7本發(fā)明公開了一種碳纖維/玻璃纖維混雜隱身復(fù)合材料的制備方法，具體為：以碳纖維為芯紗，玻璃纖維為編織紗，采用二維編織技術(shù)將芯紗和編織紗編織成碳纖維/玻璃纖維包芯紗；然后將碳纖維/玻璃纖維包芯紗織成布，最后利用樹脂傳遞模塑成型工藝將布與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合固化，即制得碳纖維/玻璃纖維混雜隱身復(fù)合材料。本發(fā)明通過碳纖維/玻璃纖維包芯紗結(jié)構(gòu)，利用玻璃纖維的透波性能，使電磁波能夠最大限度的進(jìn)入到包芯紗線內(nèi)部，然后利用碳纖維的電阻損耗將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他形式的能而耗散掉。同時(shí)碳纖維作為芯紗，基本上處于伸直狀態(tài)，這樣可以有效的發(fā)揮其力學(xué)性能，使得制作的隱身復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種多層碳纖維/玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所述一種多層碳纖維/玻璃纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，選取市售碳纖維布、玻璃纖維布；

步驟2，配制多巴胺溶液；

步驟3，將碳纖維布和玻璃纖維布分別放在步驟2所得多巴胺溶液中浸漬，水浴加熱，清洗3次，80℃干燥24小時(shí)，得到多巴胺改性的碳纖維布和玻璃纖維布；

步驟4，配制硅烷偶聯(lián)劑溶液；

步驟5，將步驟3中所得兩種改性纖維布分別放在步驟4所得硅烷偶聯(lián)劑中浸漬，水浴加熱，清洗3次，80℃干燥24小時(shí)，得到硅烷偶聯(lián)劑改性的碳纖維布和玻璃纖維布；

步驟6，將步驟5所得兩種纖維布在內(nèi)部含聚四氟乙烯涂層的鋼模內(nèi)進(jìn)行組坯，得到組坯好的鋼模；

步驟7，將環(huán)氧樹脂膠粘劑加入步驟6所得組坯好的鋼模內(nèi)，得到鋼模；