[发明专利]一种耐冲击型及环境适应性纤维增强树脂基复合材料及其预浸料制造方法

说明书

本发明提供一种耐冲击型及环境适应性纤维增强树脂基复合材料及其预浸料制造方法。其包含以下构成要素[A]～[E]：构成要素[A]为一种粒径在10～20μm不溶于环氧树脂的热塑性粒子；构成要素[B]为一种粒径在10～20μm不溶于环氧树脂的晶体粒子。其预浸料构成由构成要素[C]强化纤维基材和在构成要素[C]内浸入的至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[B]的环氧树脂组合物[D]构成的一次预浸料；由在一次预浸料的单面或者两面形成的至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[A]的环氧树脂组合物[E]构成表面层。所制备的材料具有优良的耐冲击性和环境适应性。

技术领域

本发明涉及适用于汽车船舶、工程基建、体育休闲或其他领域具备高强、高韧性及环境适应性的纤维增强树脂基复合材料及预浸料制造方法。

背景技术

随着轻量化的发展，聚合物基复合材料因为其高比强度、高比模量及密度低等特点已被广泛的应用在航空航天、风电叶片、汽车船舶等领域。其中间体预浸料的出现及广泛应用大大缩短了产品制造周期，扩展了应用领域，其中以热固性环氧树脂预浸料的应用最为广泛，但其往往因为高交联密度在预浸料制备的复合材料表现出低的耐冲击性。现有的改善复合材料耐冲击性方法主要以热塑性树脂、薄膜为主，但其用量高等特点导致树脂粘度大成型后复合材料空隙率高等原因，导致最终的力学性能发挥率低，环境适应性低。本发明主要从提高树脂韧性、及复合材料层间韧性角度出发。提供一种高韧性耐冲击性及环境适应性的预浸料，并合适的获得该纤维增强树脂基复合材料及其预浸料的方法。

发明内容

针对现有环氧树脂基复合材料普遍存在面外性能差缺点，本发明的目的在于提供一种高强高韧性，耐冲击性及环境适应性的预浸料，并合适的获得该纤维增强树脂基复合材料及其预浸料的方法。以提高所制备的高性能复合材料纵向抵御外在载荷的能力，拓宽树脂基复合材料的应用领域。

本发明采取了以下技术方案：

一种耐冲击型及环境适应性纤维增强树脂基复合材料，包含构成要素[A]～[E]组成，其预浸料构成由构成要素[C]强化纤维基材和在构成要素[C]内浸入的至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[B]的环氧树脂组合物[D]构成的一次预浸料；由在一次预浸料的单面或者两面形成的至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[A]的环氧树脂组合物[E]构成表面层。

[A]粒径在10～20μm不溶于环氧树脂的热塑性粒子

[B]粒径在10～20μm不溶于环氧树脂的晶体粒子

[C]强化纤维基材

[D]环氧树脂组合物，至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[B]

[E]环氧树脂组合物，至少含有环氧树脂和可溶解于环氧树脂的热塑性树脂及构成要素[A]。

在上述一种耐冲击型及环境适应性纤维增强树脂基复合材料及其预浸料制造方法中构成要素[A]为不溶于环氧树脂的热塑性粒子。

具体的构成要素[A]占构成要素[E]中重量比为5wt％～15wt％。所述热塑性粒子选自非晶型尼龙、尼龙6、尼龙66、聚酰亚胺、聚氨酯中的至少一种。热塑性粒子可以是具备三维改性结构的热塑性粒子。其中热塑性粒子粒径分布在10～20μm，球形度高于95％。

在上述一种耐冲击型及环境适应性纤维增强树脂基复合材料及其预浸料制造方法中构成要素[B]为不溶于环氧树脂的热塑性粒子。

具体的构成要素[B]占构成要素[D]中重量比为5wt％～15wt％。所述不溶于环氧树脂的热塑性粒子选自晶型尼龙、尼龙6、尼龙66、晶型聚酰亚胺中的至少一种，热塑性粒子粒径分布在10～20μm。其中晶型热塑性粒子的熔点不高于所制备的预浸料固化温度。