[發(fā)明專利]一種用于拉擠碳纖維復(fù)合材料的樹脂、制備及使用方法

在審

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• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111662535A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王富強(qiáng);劉艷;李炳章;張少波;李偉;郭文卿;王永勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十三研究所
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L101/00;C08L13/00;C08K7/06;C08K9/02;C08K5/14;C08K13/06;C08K7/08;B29C70/52;B29C70/54;H05K9/00
• 代理公司: 太原榮信德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14119
• 代理人: 楊凱;連慧敏

本發(fā)明公開了一種用于拉擠碳纖維復(fù)合材料的樹脂，包括由30%~60%的環(huán)氧樹脂體系和10%~30%的不飽和樹脂體系，2%~5%的增韌劑，3%~5%內(nèi)脫模劑，5%~10%的活性稀釋劑，3%~8%的短切導(dǎo)電纖維。本發(fā)明可用于電磁屏蔽碳纖維復(fù)合材料拉擠成型中對于樹脂體系滿足工藝要求的反應(yīng)黏度低、活性高，強(qiáng)度好的需求，并能利用樹脂體系內(nèi)的纖維導(dǎo)電增強(qiáng)劑補(bǔ)充單獨(dú)由增強(qiáng)纖維提高材料電磁性能的不足。通過優(yōu)選本發(fā)明樹脂各組合，結(jié)合拉擠電磁屏蔽碳纖維板材，實(shí)現(xiàn)了在150KHz~18GHz屏蔽效能下大于40dB的效果。同時(shí)由于樹脂中纖維類導(dǎo)電增強(qiáng)劑的特殊性，本發(fā)明提供了一種使用該樹脂體系的拉擠工藝方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁屏蔽材料領(lǐng)域和先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于拉擠碳纖維復(fù)合材料的樹脂、制備及使用方法。

背景技術(shù)

隨著電磁屏蔽領(lǐng)域?qū)τ诟黝惙雷o(hù)裝備減重的要求越來越嚴(yán)苛，新材料在各類屏蔽產(chǎn)品的應(yīng)用也逐漸增加，但目前研究較多的是輕量化的金屬合金材料。而以碳纖維復(fù)合材料為代表的先進(jìn)復(fù)合材料，受電性能的影響，限制了其在該領(lǐng)域的發(fā)展。如何能將具有優(yōu)異力學(xué)性能和更低密度的新材料應(yīng)用于減重和電磁防護(hù)領(lǐng)域，已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)。目前基于碳纖維復(fù)合材料電磁屏蔽能力強(qiáng)化的處理方式主要有三類：一為復(fù)合材料樹脂基體內(nèi)部填充導(dǎo)電顆粒、纖維等方式增加復(fù)合材料導(dǎo)電性能；二為復(fù)合材料表面利用化學(xué)鍍、電鍍、氣相沉積等方式增加表面導(dǎo)電性能；三為利用導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電金屬網(wǎng)、金屬薄膜等作為復(fù)合材料鋪層增強(qiáng)其內(nèi)部層間導(dǎo)電性能。

拉擠成型工藝作為復(fù)合材料產(chǎn)品制作的一個(gè)重要工藝方法，具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品連續(xù)性好的優(yōu)點(diǎn)。如何結(jié)合拉擠成型工藝和電磁屏蔽復(fù)合材料設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)拉擠電磁屏蔽碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的關(guān)鍵。并且設(shè)計(jì)滿足上述工藝設(shè)計(jì)方法的樹脂體系是保障拉擠電磁屏蔽碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的一個(gè)重要研究方向。而目前用于電磁屏蔽領(lǐng)域的拉擠樹脂研究較少，滿足拉擠工藝對樹脂體系粘度低、活性高、性能優(yōu)且具有電磁性能補(bǔ)償?shù)睦瓟D樹脂尚無報(bào)道。

中國發(fā)明專利申請CN 110951369A 公開了一種用于電磁屏蔽的涂料、制備方法及使用方法。該發(fā)明的屏蔽涂料樹脂體系采用由聚氨酯樹脂、聚酯樹脂酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等組成的有機(jī)載體和石墨烯、片狀銀包銅粉組成的導(dǎo)電填料組成。該體系的優(yōu)選方案實(shí)現(xiàn)了60dB的屏蔽效果。

中國發(fā)明專利申請CN 104448243A 公開了一種無溶劑耐高溫改性環(huán)氧體系拉擠樹脂及其制備方法。該發(fā)明的拉擠樹脂由環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、固化劑、促進(jìn)劑組成，適用于碳纖維、玻璃纖維增強(qiáng)的拉擠復(fù)合材料的制造生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供一種用于拉擠碳纖維復(fù)合材料的樹脂、制備及使用方法，主要用于拉擠成型工藝的電磁屏蔽碳纖維產(chǎn)品，可延伸用于屏蔽艙、屏蔽機(jī)箱蒙皮、壁板等部位起到減重、電磁屏蔽的功效。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種用于拉擠碳纖維復(fù)合材料的樹脂，由以下質(zhì)量百分比的組分配制而成：30%-60%的環(huán)氧樹脂體系、10%-30%的不飽和樹脂體系、2%-5%的增韌劑、3%-5%內(nèi)脫模劑、5%-10%的活性稀釋劑、3%-8%的短切導(dǎo)電纖維；所述環(huán)氧樹脂體系包含環(huán)氧樹脂與對應(yīng)固化劑，所述不飽和樹脂體系包含不飽和樹脂與對應(yīng)固化劑。通過不飽和樹脂組分調(diào)節(jié)樹脂體系黏度，利用不飽和樹脂活性高的特點(diǎn)，利用固化熱促進(jìn)環(huán)氧組分固化。

進(jìn)一步地，所述增韌劑為聚乙二醇二縮水甘油醚、端羧基液體丁腈橡膠、聚氨酯中的任意一種或組合。通過增韌劑達(dá)到產(chǎn)品對沖擊強(qiáng)度的要求。

進(jìn)一步地，所述活性稀釋劑為1,4-丁內(nèi)酯、丁基縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚中的任意一種或組合。通過活性稀釋劑達(dá)到樹脂體系黏度的要求。