[发明专利]适用于拉挤成型工艺环氧树脂及其碳纤复合材料

说明书

本发明涉及一种适用于拉挤成型工艺环氧树脂及其碳纤复合材料。该体系为双组份，A组分为复配的环氧树脂，B组分为固化剂。按照重量份计，A：B＝100:80～110；所述的A组分包括主体树脂、增韧剂和稀释剂，按照重量份计。主体树脂：增韧剂：稀释剂＝50～70:5～20:10～30。所述的主体树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。所述的B组分为酸酐类固化剂，所述的酸酐类固化剂可能为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐或甲基纳迪克酸酐中的一种或多种。本发明采用酸酐类固化剂的环氧树脂体系，粘度低，适用期长，固化物物理性能优异，满足拉剂成型工艺对于树脂体系性能要求。

技术领域

本发明涉及碳纤维技术领域，具体的说，是一种适用于拉挤成型工艺环氧树脂及其碳纤复合材料。

背景技术

增强纤维复合材料具有轻质、力学性能优异、可设计性强等优点。自从增强纤维复合材料问世以来，在航天航空领域得到广泛应用，短时间内迅速的延伸到了交通轨道、医疗器械体育器材和军用设备等众多方面。早期增强纤维复合材料主要采用模压成型、热压罐成型、等成型方法。但此类成型方法操作复杂、生产效率低下、生产成本较高，难以在各领域普及。近年来，开发的拉剂成型工艺稳定、可设计性强、自动化程度高、因此该方法得到各个领域的重视。

拉剂成型工艺对树脂体系性能要求较高，需满足物理性能要求的同时还需满足拉剂成型工艺要求。常用的树脂体系有乙烯基树脂，聚氨酯树脂和环氧树脂。乙烯基树脂和聚氨酯树脂力学性能和耐温性能比较低，不能满足复杂工况对于增强纤维复合材料的使用要求。而环氧树脂固化物的力学性能和耐温性能优异，常被用于拉剂成型工艺制备高性能增强纤维复合材料。环氧树脂多数采用胺类固化，胺类固化剂化学活性高，凝胶时间较短，使得树脂的适用期不够，严重影响了拉剂成型的工艺性。再者，拉剂成型一般采用开放式胶槽，胶槽内的树脂可与空气直接接触，常规环氧树脂体系会在使用过程中吸湿或氧化，影响树脂体系的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于拉挤成型工艺环氧树脂及其碳纤复合材料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种适用于拉挤成型工艺环氧树脂及其碳纤复合材料，包括按照重量份计，A：B＝100:80～100:110；

所述A组分包括主体树脂、增韧剂和稀释剂；按照重量份计，主体树脂：增韧剂：稀释剂＝50～70:5～20:10～30；

所述A组分中的主体树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种；采用三种树脂混合时，按照重量百分比计算，双酚A型环氧树脂为55％～75％，双酚F型树脂为10％～30％，酚醛环氧树脂为5％～15％；

所述A组分还包括增韧剂包括核橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧、聚醚砜改性环氧树脂中的中一种或多种；采用三种混合时，按照重量百分比计算，核橡胶改性环氧树脂为45％～70％，聚氨酯改性环氧为15％～35％，聚醚砜改性环氧树脂为5％～15％。

所述A组分还包括活性稀释剂、非活性稀释剂中一种或两种；采用两种树脂混合时，非活性稀释剂为5％～20％，活性稀释剂为80％～95％。

所述的B组分为甲基四氢苯酐，甲基六氢苯酐或甲基纳迪克酸酐中的一种，按照重量百分比计算，占A组分的80％～110％。

所述的B组分包括促进剂，所述的促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑，按照重量百分比计算，占A组分的0.5％～3％。

发明的第二个目的是提供一种或几种采用拉剂成型的碳纤维复合材料；

实现本发明第二个目的技术方案是采用拉剂成型工艺制备碳纤维复合材料，包括碳纤维和环氧树脂固化物；所述的环氧树脂体系采用前述配方；

环氧树脂固化物在碳纤维复合材料中的质量分数为40～60％。