[发明专利]一种碳纤维增强树脂基复合材料阻燃表面膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种碳纤维增强树脂基复合材料阻燃表面膜以及制备方法，表面膜材料由如下重量份的原料组成：60‑100份环氧树脂，15‑25份增韧剂，4‑8份固化剂，2‑4份促进剂，40‑0份的阻燃剂以及载体，其制备方法包括(1)称量，(2)制备树脂混合物，(3)共混出料，(4)压延成膜。本表面膜不仅能够提高制件表观质量，同时解决了普通环氧树脂体系无法满足EN45545‑2阻燃标准的问题。

技术领域

本发明涉及一种用于碳纤维增强环氧树脂基复合材料的阻燃表面膜及其制备方法，属于纤维技术领域。

背景技术

随着国家大力提倡节能减排，各个领域都大力的投入和研发能够节能减排的材料及方法，轨道交通领域也不例外。众所周知，碳纤维增强树脂基复合材料作为高强高模材料的典型代表，由于其质量轻于铝合金，同时力学强度却不低于铝合金，而使其成为了“节能减排”旗帜下的宠儿，被广泛应用于航空航天等领域，但若想将碳纤维增强树脂基复合材料很好的引入轨道交通领域来节能减排，绕不开的问题就是替代铝合金的碳纤维增强树脂基复合材料的阻燃性能，由于碳纤维增强树脂基复合材料的连续相大多都是环氧树脂，它的阻燃等级不高，需要对其进行改性，以满足阻燃使用要求。但目前这种阻燃改性大多停留在本体添加型，很难在不影响板材力学性能的前提下，满足EN45545-2的阻燃标准，因此急需寻找一种高效阻燃方法来提高碳纤维增强环氧树脂基复合材料的阻燃级别，同时对最终制件板材的力学性能基本不产生影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于碳纤维增强环氧树脂基复合材料的阻燃表面膜及其制备方法，它不仅能够提高制件表观质量，同时解决了普通环氧树脂体系无法满足EN45545-2阻燃标准的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种碳纤维增强树脂基复合材料阻燃表面膜，表面膜材料由如下重量份的原料组成：60-100份环氧树脂，15-25份增韧剂，4-8份固化剂，2-4份促进剂，40-0份的阻燃剂以及载体。

本发明的进一步改进在于：环氧树脂由低粘度双酚A型环氧树脂、中等粘度双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂以及多官能团环氧树脂组成。

本发明的进一步改进在于：增韧剂由聚砜、聚醚砜、聚芳醚酮、端羟基丁腈橡胶、端羧基丁腈橡胶中的一种或多种组成。

本发明的进一步改进在于：固化剂由双氰胺、4，4’-二氨基二苯砜的一种或者两种组成。

本发明的进一步改进在于：促进剂由有机脲类，硫脲类，咪唑类化合物或者路易斯酸类中的一种或多种组成。

本发明的进一步改进在于：阻燃剂由添加型阻燃剂磷酸三苯酯、甲苯基磷酸二苯酯、季戊四醇、氢氧化铝、三聚氰胺磷酸酯、聚磷酸铵、硼酸锌中的一种或者多种组成。

本发明的进一步改进在于：载体为聚酯毡或玻纤毡。

本发明是一种碳纤维增强树脂基复合材料阻燃表面膜的制备方法，制备方法包括如下步骤：

(1)称量：按照重量份数称取60-100份环氧树脂，15-25份增韧剂，4-8 份固化剂，2-4份促进剂和40-70份的阻燃剂；

(2)制备树脂混合物：将步骤(1)中称取的环氧树脂按质量分为3 份，第一份与增韧剂热熔制备成增韧浓缩液或糊，第二份与阻燃剂采用三辊碾磨机进行研磨共混做成阻燃剂糊，第三份与固化剂及促进剂采用Speed Mixer 混合成为固化剂糊；

(3)共混出料：将步骤(2)中的增韧浓缩液或糊与阻燃剂糊在75℃反应釜中搅拌1h至体系均匀，将釜温降低到60℃以下，加入步骤(2)的固化剂糊，搅拌15min至体系均匀，出料；

(4)压延成膜：将步骤(3)中的出料通过涂膜机涂膜，然后与载体支撑物在含浸机上含浸，制成高效阻燃表面膜。