[发明专利]一种高浸润性环氧树脂复合材料的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料制备技术领域，尤其涉及一种高浸润性环氧树脂复合 材料的制备及应用。

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。

现有的环氧树脂对碳纤维预浸料的制备具有浸润性能不好的缺陷，尤其是在 要求极低空隙率碳纤维纸品的应用中对浸润性能要求更高，现有的环氧树脂通常 不能满足碳纤维预浸料的制备。

因此，一种高浸润性环氧树脂复合材料的制备值得研究。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中碳纤维预浸料的制备缺乏高浸润性环氧树脂 的问题，本发明提出了一种对碳纤维具有较高的浸润特性的高浸润性环氧树脂复 合材料的制备及应用。

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：一种高浸 润性环氧树脂复合材料的制备，以环氧树脂、固化剂、消泡剂、促进剂为原材料 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80-90℃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100:1-100:3；

(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浇铸在不锈钢模具上，固化脱模后得到所需高浸润性 环氧树脂复合材料。

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5:1-5:5。

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3000-30000cps。

更进一步的，所述消泡剂为A530或A535。

本发明还提出了上述高浸润性环氧树脂复合材料的应用，具体的：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，碳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，制得高浸润性环氧树脂碳纤维预浸料。

有益效果：本发明提供的一种高浸润性环氧树脂复合材料及应用，以环氧树 脂、固化剂、促进剂、消泡剂为原材料制备成高浸润性环氧树脂复合材料，基于 消泡剂对环氧树脂不仅具有消泡作用，而且在环氧树脂体系中所占比例超过1％ 时对碳纤维同时具备很好的浸润效果，再辅以合适的固化剂和促进剂协同作用以 及环氧树脂优异的力学性能，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 有低孔隙率和高强度等特性。

附图说明

图1为本发明实施例3制备的碳纤维预浸料与不加消泡剂制备的碳纤维预 浸料对比示意图。

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：

一种高浸润性环氧树脂复合材料的制备，以环氧树脂、固化剂、消泡剂、促 进剂为原材料制备而成，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：