[發(fā)明專利]一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110403808.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113105717A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王新;周楚凡
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇威久科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L5/08;C08K13/04;C08K7/06;C08K5/5313;C08K5/3417
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本發(fā)明公開了一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。包括環(huán)氧樹脂膠液、9,10?二氫?9?氧雜?10?磷雜菲?10?氧化物、殼聚糖復(fù)合物、碳纖維；用殼聚糖粘結(jié)碳纖維與樹脂基體，并且加入了4?硝基鄰苯二甲酰亞胺制備的四氨基酞菁銅，四氨基酞菁銅上的氨基可以在碳纖維和環(huán)氧樹脂之間形成共價鍵并參與環(huán)氧樹脂的固化，加強了碳纖維和環(huán)氧樹脂間的界面交聯(lián)密度，同時，由于四氨基酞菁銅具有剛性芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了界面的強度，使得界面的玻璃轉(zhuǎn)化溫度上升，提高了復(fù)合材料的耐高溫性能；本發(fā)明制備的復(fù)合材料通過加強碳纖維與樹脂基體間的界面交聯(lián)和強度，提高界面的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，提高復(fù)合材料的耐高溫性能，具有很好的實用性和生產(chǎn)價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維是一種含碳量極高的纖維，具有高強度和高模量，且耐熱性能也是首屈一指的，常被用來與樹脂、陶瓷等材料復(fù)合，來增強復(fù)合材料的強度和耐熱性能。

但是碳纖維與樹脂材料的復(fù)合，效果卻不太理想，碳纖維與樹脂的界面之間的耐熱性比較差，當(dāng)復(fù)合材料溫度升高時，界面的結(jié)合強度低，容易造成界面斷裂，碳纖維與樹脂復(fù)合效果差，力學(xué)性能較低，耐熱性降低的問題。

針對以上問題，本發(fā)明提出了一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料，所述碳纖維復(fù)合材料包括環(huán)氧樹脂膠液、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、殼聚糖復(fù)合物、碳纖維。

進一步的，所述碳纖維復(fù)合材料中，按重量計，環(huán)氧樹脂膠液35～45份、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物1～2份、殼聚糖復(fù)合物7～9份、碳纖維5～10份。

進一步的，所述環(huán)氧樹脂主要由三縮水甘油基對氨基苯酚、3,5-二乙基-2,4甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺、二氨基二苯砜、二乙基四甲基咪唑制得。

進一步的，所述殼聚糖復(fù)合物主要由殼聚糖、4-硝基鄰苯二甲酰亞胺、尿素、氯化銅制得。

一種耐高溫碳纖維復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：

S1：用4-硝基鄰苯二甲酰亞胺、尿素、氯化銅與殼聚糖制備殼聚糖復(fù)合物；

S2：將碳纖維與殼聚糖復(fù)合物、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物反應(yīng)，制得混合物；

S3：將混合物與環(huán)氧樹脂膠液共混，制得復(fù)合材料。

進一步的，所述S1：

（1）將4-硝基鄰苯二甲酰亞胺與喹啉混合，加入尿素，水浴加熱，攪拌均勻，超聲震蕩，置于油浴鍋中，油浴加熱，通入氮氣，加入氯化銅、鉬酸銨，攪拌均勻，靜置一段時間，過濾，洗滌，干燥，置于N，N-二甲基甲酰胺中，水浴加熱，加入九水硫化鈉，攪拌均勻，超聲震蕩，靜置反應(yīng)一段時間，過濾，沖洗，干燥，得到物質(zhì)A；

（2）將殼聚糖置于醋酸水溶液中，攪拌均勻，加入物質(zhì)A，水浴加熱，攪拌均勻，超聲震蕩，加入戊二醛，水浴加熱，攪拌均勻，靜置一段時間，制得殼聚糖復(fù)合物；

步驟S1中，用殼聚糖粘結(jié)碳纖維與樹脂基體，并且加入了4-硝基鄰苯二甲酰亞胺制備的四氨基酞菁銅，四氨基酞菁銅與殼聚糖形成交聯(lián)，殼聚糖上的氨基、羥基與四氨基酞菁銅上的氨基形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，粘結(jié)程度更高，同時，四氨基酞菁銅上的氨基可以在碳纖維和環(huán)氧樹脂之間形成共價鍵并參與環(huán)氧樹脂的固化，起到了橋梁的作用，連接碳纖維和環(huán)氧樹脂，加強了碳纖維和環(huán)氧樹脂間的界面交聯(lián)密度，同時，由于四氨基酞菁銅具有剛性芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)，提高了界面的強度，使得界面的玻璃轉(zhuǎn)化溫度上升，提高了復(fù)合材料的耐高溫性能；

進一步的，所述S2：