[發明專利]碳纖維真空灌注環氧樹脂

有效

• 申請號: 202111162692.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113817291B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 蘭軍炎
• 申請（專利權）人: 廣東博匯新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/06;C08K9/06;C08J5/24;C08G59/14
• 代理公司: 廣州市華創源專利事務所有限公司 44210
• 代理人: 王俊

1.碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，包括碳纖維編織布以及環氧樹脂固化物，環氧樹脂固化物是由重量比為100:25～50的樹脂體系和固化體系混合得到；

其中，樹脂體系按照重量份數計算，包括以下成分：

100份改性環氧樹脂、1～5份阻燃劑、0.3～0.5份消泡劑和0.2～0.6份分散劑；

其中，固化體系按照重量份數計算，包括以下成分：

100份固化劑和15～25份固化促進劑；

所述改性環氧樹脂的制備方法包括以下步驟：

步驟1，使用γ-氨基丁酸與酚磺乙胺反應，制備得到磺胺丁酸基化合物；

步驟2，使用磺胺丁酸基化合物與氯化鉍反應，制備得到磺胺丁酸基鉍；

步驟3，使用磺胺丁酸基鉍與環氧樹脂反應，得到改性環氧樹脂。

2.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述碳纖維編織布與所述環氧樹脂固化物的質量比為1:0.42～0.56。

3.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述碳纖維編織布的厚度為5～20mm，其中，所使用的碳纖維比重1.7～1.8g/cm3。

4.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述環氧樹脂為雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、酚醛環氧樹脂中的一種。

5.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述步驟1具體為：

依次稱取酚磺乙胺、γ-氨基丁酸與去離子水混合，混合均勻后，加入質量分數為20％的鹽酸溶液，充分混合后置于回流冷凝裝置內，開啟加熱，待反應液溫度達到80～100℃后，以20～30滴/分鐘的速度逐滴加入質量分數為40％的乙醛溶液，完全滴加后繼續升溫至105～120℃，保溫反應2～3h，自然冷卻至室溫后，旋蒸除去溶劑并倒入丙酮中，充分混合后并置于4～10℃下靜置處理5～8h，過濾后干燥，得到磺胺丁酸基化合物；其中，酚磺乙胺、γ-氨基丁酸、去離子水、鹽酸溶液與乙醛溶液的質量比為1:0.6～0.8:10～15:2.2～3.6:8～10。

6.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述步驟2具體為：

S1.稱取三氯化鉍與質量分數為10％的鹽酸溶液混合后，充分攪拌至完全溶解后，得到三氯化鉍溶液；其中，三氯化鉍與鹽酸溶液的質量比為1:5～10；

S2.稱取磺胺丁酸基化合物與去離子水混合，充分攪拌均勻后，得到磺胺丁酸基化合物溶液；其中，磺胺丁酸基化合物與去離子水的質量比為1:5～10；

S3.將三氯化鉍溶液升溫至80～100℃，然后以20～30滴/分鐘的速度逐滴加入磺胺丁酸基化合物溶液，完全滴加后，保溫反應15～20h，反應結束后過濾收集固體顆粒，依次經過洗滌和干燥后，得到磺胺丁酸基鉍；其中，三氯化鉍溶液與磺胺丁酸基化合物溶液的質量比為1.2～1.6:1。

7.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述步驟3具體為：

稱取磺胺丁酸基鉍與丙酮混合均勻后，加入至環氧樹脂中，室溫下持續攪拌2～3h，之后升溫除去丙酮，得到改性環氧樹脂；其中，磺胺丁酸基鉍、丙酮與環氧樹脂的質量比為1:10～15:40～60。

8.根據權利要求1所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述碳纖維真空灌注環氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：

步驟10，將碳纖維編織布置于丙酮中超聲處理1～2h，然后再置于溶有硅烷偶聯劑的蒸餾水中，超聲處理1～2h后，干燥處理，得到處理后的碳纖維編織布；

步驟20，將樹脂體系和固化體系混合，攪拌均勻后，得到待灌注環氧樹脂；

步驟30，將處理后的碳纖維編織布鋪設在模具中，然后將模具密封后抽真空，將待灌注環氧樹脂通過真空灌注至模具中，得到灌注后的模具；

步驟40，將灌注后的模具在溫度為20～30℃以及壓強為6～10MPa的條件下靜置0.5～2h，然后固化成型，得到碳纖維真空灌注環氧樹脂。

9.根據權利要求8所述的碳纖維真空灌注環氧樹脂，其特征在于，所述步驟10中，硅烷偶聯劑為乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一種。