[发明专利]一种碳纤维环氧树脂预浸料

说明书

技术领域

本发明涉及一种预浸料，尤其涉及一种碳纤维环氧树脂预浸料。

背景技术

碳纤维是一种具有很高强度和模量的耐高温纤维，为化纤的高端品种。它是同时具有碳素材料的结构特性和纤维材料特征的高性能纤维，碳纤维复合材料由于其优良的物理性能在航空航天、建筑、汽车工业等领域得到了广泛的使用和发展。

预浸料制备是获得碳纤维复合材料的常用方法，其中，碳纤维环氧树脂预浸料是制备碳纤维环氧树脂复合材料的中间产物。它的力学性能将直接影响碳纤维环氧树脂复合材料的力学性能。在过去很长一段时间，预浸料由于其成本高未得到大量生产和发展，我国在碳纤维的生产和研发都处于较低水平，碳纤维常年依靠进口，预浸料的浸润性不够理想，直接影响其固化后的耐高温性能和强度。

发明内容

为了解决上述问题中的不足之处，本发明提供了一种碳纤维环氧树脂预浸料。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳纤维环氧树脂预浸料，具体由下列质量比的组分组成：

环氧树脂混合物80％-90％、固化剂5％-10％以及促进剂5％-10％；

环氧树脂混合物由酚醛树脂和环氧树脂组成，酚醛树脂占环氧树脂混合物的总比例为50％以上；

环氧树脂选取双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂其中的任一种；

固化剂与促进剂的比例为1：1到2：1之间；

固化剂为胺类固化剂或者为二氨基二苯砜；

促进剂选取脲衍生物、咪唑类化合物的衍生物其中的任一种或两种的组合。

其中，胺类固化剂为芳香胺、脂肪胺、双氰胺、含硫尿素胺其中的任一种。

脲衍生物为二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亚苯基-二苯基-双二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一种。

咪唑类化合物的衍生物为1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二异氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水杨酸盐、甲硅烷基咪唑多羟酸盐、2-4-咪唑*已二酸-草酸盐其中的任一种。

本发明提供的碳纤维环氧树脂预浸料，其树脂混合物和纤维之间具有良好的浸润性，该预浸料固化后，具有很好耐高温性能和强度。

具体实施方式

本发明提供的碳纤维环氧树脂预浸料由下列质量比的组分组成：环氧树脂混合物80％-90％、固化剂5％-10％以及促进剂5％-10％；

其中，环氧树脂混合物由酚醛树脂和环氧树脂组成，酚醛树脂占环氧树脂混合物的总比例为50％以上；环氧树脂选取双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂其中的任一种；

固化剂与促进剂的比例为1：1到2：1之间；

固化剂为胺类固化剂或者为二氨基二苯砜；其中，胺类固化剂可以为芳香胺、脂肪胺、双氰胺、含硫尿素胺其中的任一种。

促进剂选取脲衍生物、咪唑类化合物的衍生物其中的任一种或两种的组合(即本发明的促进剂可以单独使用其中的一种，或者采取两种衍生物的搭配组合)。

脲衍生物为二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亚苯基-二苯基-双二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一种。

咪唑类化合物的衍生物为1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二异氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水杨酸盐、甲硅烷基咪唑多羟酸盐、2-4-咪唑*已二酸-草酸盐其中的任一种。

本发明所用到的固化剂选取原则：一般固化剂只要能够使环氧树脂固化即可作为固化剂，优先选用胺类固化剂例如双氰胺用作环氧树脂的固化剂，此外二氨基二苯砜等芳香胺、脂肪胺、双氰胺、含硫尿素胺等、以及它们的异构体、改性体都可以采用，并不局限于本实施例提供的具体组合物。

下面结合具体实施例说明本发明组合配比后得到的预浸料的各项参数数值。

实施例一：

按质量比，环氧树脂混合物为90％(其中，酚醛树脂为50％，双酚A环氧树脂为40％)、固化剂(双氰胺为5％)、促进剂(二甲基苯基脲为5％)；

上述组合物形成的碳纤维环氧树脂预浸料，其Tg点为266℃，拉伸强度为65.7GPa，拉伸模量为3.1GPa，延伸率为5.5％。

实施例二：

按质量比，环氧树脂混合物为90％(其中，酚醛树脂为60％，双酚A环氧树脂为30％)、固化剂(芳香胺为5％)、促进剂(二甲基咪唑脲为5％)；