[发明专利]一种碳纤维浸渍液及制备方法以及预浸料生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维浸渍液和预浸料的生产工艺。

背景技术

碳纤维复合材料在成型前存在一种中间产品，这就是碳纤维预浸材料。预浸料自1948年上市以来，由于其所具有的优点而得到长足的发展。碳纤维预浸材料制造基本上有湿法和干法两种，湿法早已为人们所熟悉。干法的工艺流程通常为：各种组分在树脂混合机中在一定的温度下混合均匀，可温控的树脂熔化装置供给涂膜机。另外，从碳纤维纱架将纤维引出经展纱机，再与树脂膜在复合机中，然后，收卷包装。随着复合材料的研究和开发的不断进展，新的预浸料不断出现，预浸料的类型不断增加。

预浸料的最大特点是生产难度大，其后续的铺层法因每层需压实，固操作缓慢，一个使用预浸料成型的部件，生产周期至少需3.5小时以上。而且，通常的预浸料也不适合生产大量复杂的小半径的3D几何形状。在这方面，不如SMC、BMC方法，但SMC、BMC因其纤维短及纤维含量低而缺乏预浸料具有的高方向性机械强度。干法制备预浸料虽然比湿法有更多的优点，但生产装置复杂，昂贵。加之，碳纤维本身价格就高，制造费用更高，其制造费用占成本的45％左右，从而导致碳纤维制品只限于在生产航空、航天、军工类及高利润的体育休闲器材中使用，高价格严重制约了碳纤维在其他工业领域中的大量应用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种碳纤维浸渍液，解决以上技术问题。

本发明的另一目的在于，提供一种碳纤维浸渍液的制备方法，解决以上技术问题。

本发明的另一目的在于，提供一种预浸料生产工艺，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种碳纤维浸渍液，其特征在于，包括液料A和液料B制成，所述液料A包括如下材料制成：树脂、增韧剂、固化剂、交联剂、内脱模剂、阻聚剂、消泡剂(配方材料均以PHR计)；

所述液料B采用增稠剂。

本发明采用包含增稠剂的浸渍液，替代传统预浸料所采用的挥发溶剂烘干的方法。由于没有可挥发的溶剂，因此对环境基本没有危害，本发明是低碳工艺生产方式，且在生产中没有传统预浸料所使用的离型纸，进一步节省了生产成本；

液料A中的树脂可以采用可增稠的热固性树脂，如乙烯基环氧树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种；

液料A中的固化剂可以采用1.1二叔丁基过氧化-3.3.5-三甲基环己烷(CH-335)、过氧化笨甲酸叔丁酯(TBPB)的复合型固化剂：0.5-1.5份；

所述液料A优选包括如下重量份数的材料：乙烯基环氧树脂：80.0-90.0份，QS-010N：10.0-20.0份，CH-335：0.5-1.5份；TBPB：0.5-1.5份；MODE：0.5-1.0份，邻苯二甲酸二烯丙脂(DAP)：2.0-4.0份，BYK-9076：0.6-2.0份，BYK-9065：2.0-4.0份，KH-580：1.0-3.0份，KH-550：0.5-1.0份；

所述液料B优选包括如下重量份数的材料：饱和树脂：60-70份，苯乙烯：2-4份，活性的二价金属氧化物：30-40份，BYK-980：0.5-1.5份。

液料B中的活性的二价金属氧化物优选采用活性氧化镁、氢氧化镁或异氰酸酯类增稠剂中的至少一种。

一种碳纤维浸渍液的制备方法，其特征在于，包括如下方式：

步骤1)料液A的制备：

选取树脂、增韧剂、固化剂、交联剂、内脱模剂、偶联剂、阻聚剂，消泡剂，在搅拌釜中混合均匀，在搅拌过程中，温度不超过40℃，抽真空，脱气泡；所述液料A具体包括如下重量份数的材料：乙烯基环氧树脂：80.0-90.0份，QS-010N：10.0-20.0份，CH-335：0.5-1.5份；TBPB：0.5-1.5份，MODE：0.5-1.0份、邻苯二甲酸二烯丙脂(DAP)：2.0-4.0份，BYK-9076：0.6-2.0份，BYK-9065：2.0-4.0份，KH-580：1.0-3.0份，KH-550：0.5-1.0份；

将液料A所需的材料加入到搅拌釜中，边加边搅，搅拌速度为800-1200r/min，温度控制在36±1℃，搅拌10min后，抽真空，真空搅拌5min后，停止搅拌，粘度控制在4000±500cps，制成液料A；

步骤2)料液B的制备：

将饱和树脂，苯乙烯，活性的二价金属氧化物，BYK-980依次投入到搅拌罐中，启动高速分散机，搅拌均匀后，用不锈钢网过滤，配置成料液B；