[發明專利]一種碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010628438.X
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111777843A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 豆海娟
• 申請（專利權）人: 豆海娟
• 主分類號: C08L63/10
• 分類號: C08L63/10;C08L83/04;C08K7/06;C08K3/34;C08G59/50;C07D263/58;C08J5/24
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 肖健

本發明公開了一種碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料的制備方法，涉及復合材料技術領域，本發明制備了一種新型環氧樹脂固化劑，該固化劑不僅能夠實現環氧樹脂的固化，還能賦予樹脂基體良好的絕緣性能；并通過浸膠液中絕緣填料的配合使用來進一步優化樹脂基體的絕緣性能，從而使最終所制復合材料具有優良的絕緣性能，解決了碳纖維導電性好的問題，進而擴大了碳纖維增強環氧樹脂復合材料的應用范圍。

技術領域：

本發明涉及復合材料技術領域，具體涉及一種碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料的制備方法。

背景技術：

廣義上，復合材料是指由兩種或兩種以上不同性質或不同組織的組分(單元)構成的材料。復合材料的組分分為基體和增強體兩個部分，通常將其中連續分布的組分稱為基體，如聚合物(樹脂)基體、金屬基體、陶瓷基體；將纖維、顆粒、晶須等分散在基體中的物質稱為增強體。

21世紀，先進復合材料(ACM)的開發與應用將進入飛速發展的時期，因此復合材料用增強體的開發十分重要。凡是在聚合物基復合材料中起到提高強度、改善性能作用的組分均可以稱為增強材料。以環氧樹脂為基體的復合材料用新型纖維狀增強材料的品種有：玻璃纖維、碳纖維、超高相對分子質量聚乙烯纖維、聚芳酰胺(芳綸)纖維、PBO纖維、硼纖維等。

由碳元素組成的一種特種纖維。具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等復合，制造先進復合材料。碳纖維增強環氧樹脂復合材料，其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。

由于碳纖維的導電性好，因此不適用于對材料的絕緣性能有要求的技術領域，而鑒于碳纖維具有高強度和高模量的特性，本發明制備了碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料，通過浸漬法將具有絕緣性能的樹脂與碳纖維相結合，從而使所制復合材料兼具碳纖維和樹脂的雙重特性。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料的制備方法，通過絕緣固化劑的制備和絕緣填料的添加來賦予樹脂基體優良的絕緣性能，從而解決碳纖維導電性好的問題，擴大碳纖維環氧樹脂基復合材料的應用范圍。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料的制備方法，包括以下制備步驟：

(1)向二氧六環和水的混合溶劑中加入2-氨基苯并噁唑-7-硼酸、1,5-二溴-3-戊酮和催化劑，攪拌回流反應，反應結束后冷卻至室溫，除去溶劑，加入甲醇溶解，重結晶，干燥，得到絕緣固化劑；

(2)向水性環氧丙烯酸乳液中加入經高溫煅燒的絕緣填料、絕緣固化劑、成膜劑和消泡劑，并加水調節固含量，得到浸膠液：

(3)將碳纖維布通過浸膠液，并加熱固化，得到預浸料；

(4)將預浸料裁切后數層疊放，并置于熱壓機中壓合，得到碳纖維環氧樹脂基復合絕緣材料。

所述催化劑為四(三苯基膦)鈀。

所述2-氨基苯并噁唑-7-硼酸、1,5-二溴-3-戊酮、催化劑的摩爾比為1:1:1-5％。

所述水性環氧丙烯酸乳液、絕緣填料、絕緣固化劑、成膜劑和消泡劑的質量比為80-130:10-30:5-20:1-10:1-10。

所述水性環氧丙烯酸乳液的固含量為40-60％。

所述絕緣填料為海泡石粉、高嶺土中的一種或兩種的混合物，高溫煅燒溫度為400-600℃。

所述成膜劑為醇醚類溶劑。

所述消泡劑為聚硅氧烷消泡劑。