[发明专利]一种碳纤棉复合材料及其制备方法

说明书

本发明公布了一种碳纤棉复合材料及其制备方法，属于材料技术领域，它由重量百分比的如下原料组成：碳纤棉9‑15％，不饱和聚酯树脂70‑80％，云母粉3‑6％，空心玻璃微珠4‑7％，固化剂1‑5％。本发明的碳纤棉复合材料制备方法可以使得复合材料内芯和外层具有不同的物理性能，内外都达到所需要的功能效果，最终使得复合材料具有重量轻和良好的阻燃、耐高温隔热和抗冲击抗断裂性能，相较于传统玻纤复合材料碳纤棉复合材料重量降低30％以上。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体为一种碳纤棉复合材料及其制备方法。

背景技术

玻璃钢材料，简称GFRP，也叫GRP或FRP，是一种热固性塑料，同时也是一种有机非金属材料，包含环氧(EP)、酚醛树脂(PF)等，起粘结作用，占总重量的65％-70％。GFRP的增强体是玻璃纤维，起增强作用，是一种无机非金属的人造无机纤维，如玻璃纤维、碳纤维等，大致占总重量的30％-35％。

玻璃钢材料(GFRP)拥有轻质高强、耐腐蚀等优点，一直以来被广泛应用于建筑、航空、汽车等多个邻域。

随着科技发展、社会对能源成本的越来越重视，更加的轻量化及某些特定使用环境的特殊性能的需求越来越大。传统GFRP已慢慢无法满足使用性能需求。

发明内容

本发明针对以上问题，本发明提供一种碳纤棉复合材料，具有重量轻和良好的阻燃、耐高温隔热和抗冲击抗断裂性能。相较于传统玻纤复合材料碳纤棉复合材料重量降低30％以上。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤棉复合材料，其特征在于，它由重量百分比的如下原料组成：碳纤棉9-15％，不饱和聚酯树脂70-80％，云母粉3-6％，空心玻璃微珠4-7％，固化剂1-5％。

作为上述碳纤棉复合材料的配方优化，它由重量百分比的如下原料组成：碳纤棉13％，不饱和聚酯树脂75％，云母粉4％，空心玻璃微珠5％，固化剂3％。

作为上述碳纤棉复合材料的优化改进，所述固化剂为过氧化甲基乙基甲酮。

作为上述碳纤棉复合材料的优化改进，所述不饱和聚酯树脂为994#预促进邻苯型不饱和聚酯树脂。

用于制备上述碳纤棉复合材料的方法，包括如下加工步骤：

1)在模具工作表面涂上脱模剂，将碳纤棉平铺在模具工作表面上；

2)在碳纤棉上铺脱模布，使得脱膜布完整的覆盖住碳纤棉；

3)在脱模布上铺导流布，在导流布上分布有用于引流不饱和聚酯树脂的导流管；所述导流管与注胶管连接；

4)采用真空袋膜将所有已铺材料包裹在模具的工作面内；所述真空袋膜周边与模具密封连接形成密封腔体；

5)将不饱和聚酯树脂与固化剂、云母粉、空心玻璃微珠混合均匀，形成混合液；

6)对所述密封腔体抽真空后，利用密封腔体内的负压通过注胶管导入所述混合液，使得混合液完全浸润碳纤棉；

7)导入完成后，启动加热系统对模具进行加热，待产品完全固化后脱模，获得成品。

作为上述制备方法的进一步优化，步骤5)中，将不饱和聚酯树脂和固化剂分成两份，一份与云母粉混合均匀，另一份与空心玻璃微珠混合均匀，形成云母粉树脂混合液和空心玻璃微珠树脂混合液；步骤6)中，对所述密封腔体抽真空后，利用密封腔体内的负压通过注胶管先导入空心玻璃微珠树脂混合液，再导入云母粉树脂混合液，使得混合液完全浸润碳纤棉。

作为上述制备方法的进一步优化，步骤6)中，导入空心玻璃微珠树脂混合液后，待混合液被碳纤棉全部吸收后，再导入云母粉树脂混合液。