[發(fā)明專利]碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111162692.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113817291B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭軍炎
• 申請（專利權(quán)）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(chuàng)源專利事務(wù)所有限公司 44210
• 代理人: 王俊

本發(fā)明公開了碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂，包括碳纖維編織布以及環(huán)氧樹脂固化物，環(huán)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(shù)計(jì)算，包括以下成分：100份改性環(huán)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(shù)計(jì)算，包括以下成分：100份固化劑和15～25份固化促進(jìn)劑。本發(fā)明所制備的碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂區(qū)別于常規(guī)的普通環(huán)氧樹脂與碳纖維的復(fù)合，本發(fā)明所使用的環(huán)氧樹脂是經(jīng)過改性后得到，改性后的環(huán)氧樹脂與碳纖維處理制備得到的復(fù)合材料具有更高的強(qiáng)度、更好的韌性以及更高的層間剪切強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂領(lǐng)域，具體涉及碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂。

背景技術(shù)

真空灌注工藝是一種制備大尺寸復(fù)合材料制品的液體模塑成型技術(shù)，是目前世界上先進(jìn)的高性能低成本復(fù)合材料制備工藝，在風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。真空灌注工藝可低壓成型，整個(gè)工藝過程可在常溫下進(jìn)行，能耗低，在真空環(huán)境下樹脂浸潤碳纖維，制品中的氣泡極少。環(huán)氧樹脂是一種性能優(yōu)良的高強(qiáng)度的工程材料，其優(yōu)良的耐候性是制作風(fēng)電系統(tǒng)的葉片、船舶游艇及汽車車體等的最佳選擇，當(dāng)其與碳纖維進(jìn)行復(fù)合加工后，碳纖維的高強(qiáng)度及耐腐蝕性等優(yōu)良性能也可以得到很好的表現(xiàn)。但是，目前真空灌注工藝中，碳纖維表面呈化學(xué)惰性，用常規(guī)樹脂很難被有效浸漬，需要更長的灌注時(shí)間才能浸漬完全，且環(huán)氧樹脂本身具有較大的脆性，從而導(dǎo)致制備得到的碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度不足、彎曲強(qiáng)度不足、層間剪切韌性較低的缺陷，限制了其應(yīng)用發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對目前真空灌注工藝中，碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度不足、彎曲強(qiáng)度不足、層間剪切韌性較低的缺陷，限制了其應(yīng)用發(fā)展的問題，本發(fā)明的目的是提供碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

碳纖維真空灌注環(huán)氧樹脂，包括碳纖維編織布以及環(huán)氧樹脂固化物，環(huán)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(shù)計(jì)算，包括以下成分：

100份改性環(huán)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(shù)計(jì)算，包括以下成分：

100份固化劑和15～25份固化促進(jìn)劑。

優(yōu)選地，所述碳纖維編織布與所述環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為1:0.42～0.56。

優(yōu)選地，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.

優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂中的一種。

優(yōu)選地，所述改性環(huán)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(yīng)，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(yīng)，制備得到磺胺丁酸基鉍；

步驟3，使用磺胺丁酸基鉍與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，得到改性環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選地，所述阻燃劑為雙酚A雙(二苯基)磷酸酯、磷酸三甲苯酯、叔丁基化磷酸三苯酯、1-苯乙基膦酸二乙酯、甲基膦酸二甲酯中的一種。

優(yōu)選地，所述消泡劑為聚硅氧烷消泡劑、聚醚消泡劑、有機(jī)硅消泡劑中的一種。

優(yōu)選地，所述分散劑為聚四氟乙烯微粉或乙撐基雙硬脂酰胺。

優(yōu)選地，所述固化劑為聚醚胺固化劑、脂環(huán)胺固化劑、酸酐固化劑中的一種。