[发明专利]一种低树脂含量碳纤维预浸料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其涉及一种低树脂含量碳纤维预浸 料的制备方法。

背景技术

碳纤维预浸料是由碳纤维纱、环氧树脂还有其他等材料，经过涂膜、热压、 冷却、覆膜、卷取等工艺加工而成的复合材料，又名碳纤维预浸布；之所以叫预 浸布是因为这只是树脂与碳纤维的初步含浸，在产品成型时才是最终含浸的缘 故，碳纤维预浸料广泛应用于钓具、运动器材、体育用品、航空航天等领域，目 前其应用的很多领域的制品都对其模量要求较高且树脂含量要求低，尤其是钓具 以及一些体育用品上的应用，现有碳纤维预浸料无法满足此方面的要求。

因此，一种低树脂含量碳纤维预浸料的制备值得研究。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中碳纤维预浸料存在的高流胶的问题，本发明 提出了一种在固化成型后具有较低的树脂含量的低树脂含量碳纤维预浸料的制 备方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种低树 脂含量碳纤维预浸料的制备方法，以环氧树脂、固化剂、消泡剂、促进剂和碳纤 维为原材料制备而成，其中环氧树脂由液态环氧树脂和固态环氧树脂组成，具体 制备步骤如下：

(1)将液态环氧树脂与固态环氧树脂在80-90℃下搅拌，混合完全后，得 到混合液A；

(2)向步骤(1)得到的混合液A中加入消泡剂，在70-80℃下搅拌均匀后， 得到混合液B，其中混合液A与消泡剂的质量比为100:1-100:5；

(3)向步骤(2)得到的混合液B中加入固化剂，在70-80℃下搅拌均匀后， 得到混合液C，其中混合液B与固化剂的质量比为100:3-100:8；

(4)向步骤(3)得到的混合液C中加入促进剂，在70-80℃下搅拌均匀后， 得到混合液D，其中混合液C与促进剂的质量比为100:0.5-100:5；

(5)将上述混合液D与碳纤维通过涂胶以及与预浸工艺得到低树脂含量碳 纤维预浸料，制备完毕后35℃下静置2-5天方可使用，其中混合液D和碳纤维的 质量比为1:1-1:5。

更进一步的，所述液态环氧树脂与固态环氧树脂的质量比为10:1-5:2。

更进一步的，所述液态环氧树脂为双酚A型128或E51。

更进一步的，所述固体环氧树脂为双酚A型901或E20。

更进一步的，所述碳纤维为T300或T700。

更进一步的，所述固化剂为双氰胺100S、100SF以及DDA-5中的一种。

更进一步的，所述促进剂为二脲类U-24M、UR300、UR500中的一种。

更进一步的，所述混合液D的粘度为1000-10000cps。

更进一步的，所述步骤(5)中的涂胶以及预浸工艺具体为将混合液D置于 涂胶机中，通过红外线仪检测胶膜的厚度或胶膜的面密度，通过冷却板降低胶膜 的的温度，减少其固化程度，制得预浸料所用胶膜；再将上述胶膜从预浸料机上、 下胶膜辊中引出，并和高模量碳纤维形成夹芯结构，依次通过几组热压辊，使树 脂基体熔融，纤维嵌入树脂基体中，冷却降低预浸料温度，最后进行切边、覆 PE膜、收卷，制得低树脂含量碳纤维预浸料。

有益效果：本发明提供的一种低树脂含量碳纤维预浸料的制备方法，以环氧 树脂、固化剂、促进剂、消泡剂和碳纤维为原材料制备而成，基于低粘度、高浸 润树脂本身对碳纤维具有很好的浸润的特性，同时结合消泡剂的使用进一步增强 了对碳纤维的高浸润性能，再辅以合适的固化剂和促进剂协同作用，使该复合材 料在使用过程中表现出对碳纤维良好的浸润特性，能够制备出低树脂含量的碳纤 维预浸料，并且本发明的低树脂含量碳纤维预浸料的制备方法简单、效率高、成 本低、工业化生产潜力巨大，其制品具有低树脂含量的特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：

实施例1：

一种低树脂含量碳纤维预浸料的制备方法，以环氧树脂、固化剂、促进剂、 消泡剂和碳纤维为原材料制备而成，其中环氧树脂由液态环氧树脂和固态环氧树 脂组成，具体制备步骤如下：

(1)将80kg液态环氧树脂双酚A型128与20kg固态环氧树脂双酚A型901 置于500L的带有真空装置的反应釜中，在80-90℃下搅拌30min，混合完全后， 得到混合液A；