[发明专利]一种阻燃-增韧一体化复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种阻燃‑增韧一体化复合材料及其制备方法。本发明阻燃‑增韧一体化复合材料为内贴和/或内插热塑性塑料的连续碳纤维增强热固性树脂基复合材料；其中，所述热塑性塑料与热固性树脂互溶或部分互溶。本发明所提供的复合材料，充分发挥了互溶或部分互溶热固性和热塑性材料各自的性能优势，利用高性能热塑性材料本征的阻燃与力学特性优势以提升结构性热固性材料的阻燃特性，同时提升其结构韧性特性，实现热塑性‑热固性双组分基体复合材料的阻燃‑增韧多功能一体化。

技术领域

本发明涉及本发明属于碳纤维增强结构复合材料领域，涉及一种阻燃-增韧一体化复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料正在越来越广泛地应用于航空航天、地面交通、水面水下、机械制造以及国防工业等高科技领域。在这些应用领域中，一个共性的技术问题与挑战在于复合材料的阻燃性能以及对于复合材料的增韧。

环氧树脂是最常见且应用最为广泛的高性能结构复合材料的基体树脂，但众所周知的是，环氧树脂具有一定的可燃性，而这也大大限制了其应用。

为了提高环氧树脂复合材料的阻燃特性，常见的技术是在树脂体系内混加阻燃剂，但这通常会降低复合材料的基础性能，特别是复合材料的韧性。为了提高结构复合材料的韧性、特别是层间断裂韧性，国内外已开展了约30多年的研究并取得了显著的技术发展，发明人前期所参与并申请的专利就包括：“提高层状复合材料韧性的‘离位’制备方法”，授权号ZL200510000969.X，授权日2009.4.29；“一种增韧的复合材料层合板及其制备方法”,授权号ZL200610099381.9，授权日2010.8.4；“一种表面显示内部损伤的复合材料层压板”,授权号ZL200910119687.X，授权日2012.5.30；以及“一种用热塑性树脂基预浸料制备复合材料的方法”，授权号ZL200410028881.4，授权日2011.1.12等。

虽然在前期的研究中，取得了一定的成果和进步。但是，在保持结构复合材料高力学性能的前提下，对其充分阻燃，实现高性能复合材料的阻燃-增韧一体化，则是一个国际性的技术发展方向，也仍是一个国际性的技术挑战和难题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种阻燃-增韧一体化复合材料，本发明复合材料在保持碳纤维结构复合材料高力学性能的同时，还能够同步提升复合材料的阻燃特性及其层间断裂韧性和冲击后压缩强度。

本发明的第二目的在于提供一种所述的一种阻燃-增韧一体化复合材料的制备方法。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种阻燃-增韧一体化复合材料，所述阻燃-增韧一体化复合材料为内贴和/或内插热塑性塑料的连续碳纤维增强热固性树脂基复合材料；

其中，所述热塑性塑料与热固性树脂互溶或部分互溶。

同时，本发明还提供了所述的阻燃-增韧一体化复合材料的制备方法，包括如下步骤：将热塑性塑料与热固性树脂碳纤维预浸料进行叠层复合，得到预制体，然后进行固化成型，得到阻燃-增韧一体化复合材料。

进一步的，本发明也提供了另一种所述的阻燃-增韧一体化复合材料的制备方法，包括如下步骤：将热塑性塑料与无树脂预浸的干态碳纤维织物叠层复合，然后加入热固性树脂进行液态浸渍和成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的复合材料，充分发挥了互溶或部分互溶热固性和热塑性材料各自的性能优势，利用高性能热塑性材料本征的阻燃与力学特性优势以提升结构性热固性材料的阻燃特性，同时提升其结构韧性特性，实现热塑性-热固性双组分基体复合材料的阻燃-增韧多功能一体化。