[发明专利]一种用于防撞梁的碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于防撞梁的碳纤维复合材料，其特征在于：包括依次交替排布的第一碳纤维浸渍层和第二碳纤维浸渍层，第一碳纤维浸渍层和第二碳纤维浸渍层的层数分别为4-6层；

第一碳纤维浸渍层按照如下方法制得：第一碳纤维织物在第一环氧树脂中浸渍、加压成型；

第二碳纤维浸渍层按照如下方法制得：第二碳纤维织物表面采用气相氧化制得第二氧化碳纤维织物，第二氧化碳纤维织物在第二环氧树脂中浸渍、加压成型；

第一碳纤维浸渍层和第二碳纤维浸渍层排布完成后，加热加压制得用于防撞梁的碳纤维复合材料；

其制备方法包括如下步骤：

S1、第一碳纤维浸渍层的制备：在第一环氧树脂中加入固化剂和短切碳纤维制得第一浸渍液，固化剂的加入量为第一环氧树脂总重量的15-20%，短切碳纤维的加入量为第一环氧树脂总重量的10-15%；

第一碳纤维织物与第一浸渍液以体积比为1:2-3的比例浸渍20-30min，并且在温度为100-120℃、压力为0.1-0.3MPa的条件下热压10-20min成型制得第一碳纤维浸渍层；

S2、第二碳纤维浸渍层的制备：第二环氧树脂中加入固化剂制得第二浸渍液，固化剂的加入量为第二环氧树脂总重量的15-20%；

第二碳纤维织物在丙酮中浸泡2-3h，取出晾干后，在质量百分数为30-50%的硝酸溶液中浸渍1-3h；待晾干后在臭氧气氛下，于230-300℃下恒温1-2h制得第二氧化碳纤维织物；

第二氧化碳纤维织物与第二浸渍液以体积为1:2-3的比例浸渍混合，并且在温度为160-170℃、压力为0.1-0.3MPa下热压10-20min制得第二碳纤维浸渍层；

S3、用于防撞梁的碳纤维复合材料的制备：第一碳纤维浸渍层和第二碳纤维浸渍层交替排布后，在温度为80-90℃、压力为1-3MPa下热压20-30min制得用于防撞梁的碳纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的用于防撞梁的碳纤维复合材料，其特征在于：第一碳纤维织物和第二碳纤维织物选择平纹织物、斜纹织物或者缎纹织物中的一种。

3.根据权利要求1所述的用于防撞梁的碳纤维复合材料，其特征在于：短切碳纤维的长度为6-10mm。

4.一种如权利要求1所述的用于防撞梁的碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、第一碳纤维浸渍层的制备：在第一环氧树脂中加入固化剂和短切碳纤维制得第一浸渍液，固化剂的加入量为第一环氧树脂总重量的15-20%，短切碳纤维的加入量为第一环氧树脂总重量的10-15%；

第一碳纤维织物与第一浸渍液以体积比为1:2-3的比例浸渍20-30min，并且在温度为100-120℃、压力为0.1-0.3MPa的条件下热压10-20min成型制得第一碳纤维浸渍层；

S2、第二碳纤维浸渍层的制备：第二环氧树脂中加入固化剂制得第二浸渍液，固化剂的加入量为第二环氧树脂总重量的15-20%；

第二碳纤维织物在丙酮中浸泡2-3h，取出晾干后，在质量百分数为30-50%的硝酸溶液中浸渍1-3h；待晾干后在臭氧气氛下，于230-300℃下恒温1-2h制得第二氧化碳纤维织物；

第二氧化碳纤维织物与第二浸渍液以体积为1:2-3的比例浸渍混合，并且在温度为160-170℃、压力为0.1-0.3MPa下热压10-20min制得第二碳纤维浸渍层；

S3、用于防撞梁的碳纤维复合材料的制备：第一碳纤维浸渍层和第二碳纤维浸渍层交替排布后，在温度为80-90℃、压力为1-3MPa下热压20-30min制得用于防撞梁的碳纤维复合材料。