[发明专利]碳纤维真空灌注环氧树脂

说明书

本发明公开了碳纤维真空灌注环氧树脂，包括碳纤维编织布以及环氧树脂固化物，环氧树脂固化物是由重量比为100:25～50的树脂体系和固化体系混合得到；其中，树脂体系按照重量份数计算，包括以下成分：100份改性环氧树脂、1～5份阻燃剂、0.3～0.5份消泡剂和0.2～0.6份分散剂；其中，固化体系按照重量份数计算，包括以下成分：100份固化剂和15～25份固化促进剂。本发明所制备的碳纤维真空灌注环氧树脂区别于常规的普通环氧树脂与碳纤维的复合，本发明所使用的环氧树脂是经过改性后得到，改性后的环氧树脂与碳纤维处理制备得到的复合材料具有更高的强度、更好的韧性以及更高的层间剪切强度。

技术领域

本发明涉及环氧树脂领域，具体涉及碳纤维真空灌注环氧树脂。

背景技术

真空灌注工艺是一种制备大尺寸复合材料制品的液体模塑成型技术，是目前世界上先进的高性能低成本复合材料制备工艺，在风电领域应用广泛。真空灌注工艺可低压成型，整个工艺过程可在常温下进行，能耗低，在真空环境下树脂浸润碳纤维，制品中的气泡极少。环氧树脂是一种性能优良的高强度的工程材料，其优良的耐候性是制作风电系统的叶片、船舶游艇及汽车车体等的最佳选择，当其与碳纤维进行复合加工后，碳纤维的高强度及耐腐蚀性等优良性能也可以得到很好的表现。但是，目前真空灌注工艺中，碳纤维表面呈化学惰性，用常规树脂很难被有效浸渍，需要更长的灌注时间才能浸渍完全，且环氧树脂本身具有较大的脆性，从而导致制备得到的碳纤维环氧树脂基复合材料的拉伸强度不足、弯曲强度不足、层间剪切韧性较低的缺陷，限制了其应用发展。

发明内容

针对目前真空灌注工艺中，碳纤维环氧树脂基复合材料的拉伸强度不足、弯曲强度不足、层间剪切韧性较低的缺陷，限制了其应用发展的问题，本发明的目的是提供碳纤维真空灌注环氧树脂。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

碳纤维真空灌注环氧树脂，包括碳纤维编织布以及环氧树脂固化物，环氧树脂固化物是由重量比为100:25～50的树脂体系和固化体系混合得到；

其中，树脂体系按照重量份数计算，包括以下成分：

100份改性环氧树脂、1～5份阻燃剂、0.3～0.5份消泡剂和0.2～0.6份分散剂；

其中，固化体系按照重量份数计算，包括以下成分：

100份固化剂和15～25份固化促进剂。

优选地，所述碳纤维编织布与所述环氧树脂的质量比为1:0.42～0.56。

优选地，所述碳纤维编织布的厚度为5～20mm，其中，所使用的碳纤维比重1.7～1.8g/cm³.

优选地，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种。

优选地，所述改性环氧树脂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，使用γ-氨基丁酸与酚磺乙胺反应，制备得到磺胺丁酸基化合物；

步骤2，使用磺胺丁酸基化合物与氯化铋反应，制备得到磺胺丁酸基铋；

步骤3，使用磺胺丁酸基铋与环氧树脂反应，得到改性环氧树脂。

优选地，所述阻燃剂为双酚A双(二苯基)磷酸酯、磷酸三甲苯酯、叔丁基化磷酸三苯酯、1-苯乙基膦酸二乙酯、甲基膦酸二甲酯中的一种。

优选地，所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂、聚醚消泡剂、有机硅消泡剂中的一种。

优选地，所述分散剂为聚四氟乙烯微粉或乙撑基双硬脂酰胺。

优选地，所述固化剂为聚醚胺固化剂、脂环胺固化剂、酸酐固化剂中的一种。