CN102514206B - 酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法，本发明以聚丙烯腈碳纤维和酚醛环氧乙烯基酯树脂为原料，制备出了一种碳纤维/酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料；该方法是首先将酚醛环氧乙烯基酯树脂与固化剂过氧化氢异丙苯或过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化二异丙苯按质量比100：0.9～1.5进行混溶，制备出树脂胶液，然后将树脂胶液均匀涂抹在制备的碳纤维布上；在双辊开炼机上加压加热到50℃～70℃，使树脂充分的浸渍到碳纤维布中制备预浸布；再将预浸布铺覆于模具中，在平板热压机上热压成型，自然冷却后脱模；本发明制得的碳纤维/酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料具有良好的力学性能和热稳定性，可用于军工、航天、民用等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法。
背景技术
随着我国经济的不断发展，国内市场对碳纤维的需求量也逐年在增加，且碳纤维的应用领域也逐步扩大。碳纤维它不仅广泛用于飞机、火箭、兵工武器等军事方面，而且已大量应用于核电、风力发电、沿海油田、汽车、自行车、高尔夫球杆、钓鱼竿等生活领域。
碳纤维树脂基复合材料，它具有高的比强度、比模量、抗腐蚀、耐摩擦、耐疲劳、热膨胀系数小、导电性能优异、热力学性能优良等特点。碳纤维产品以它优异的性能逐步替代了传统材料，而碳纤维预浸布是多数碳纤维复合材料产品的必备原料，对碳纤维预浸布的研究对整个碳纤维产业链的发展有着至关重要的作用。
世界上的发达国家，尤其是碳纤维的主要生产国已建立起集碳纤维原丝生产、碳纤维复合材料构件的生产一体化的生产体制。发达国家积极扩大其碳纤维产业在市场上的占有率，而我国在碳纤维原丝生产虽然有了一定的突破，但其碳纤维的下游产业还没有形成完整的产业链。国内虽有一些预浸布的生产厂家，但大多数制备碳纤维预浸布的原丝仍以国外进口为主，如何将国内自主研发的碳纤维原丝转换成高品质的预浸布，从而部分替代国外产品，并且进一步促进国内原丝产业的深层开发，具有重要的研究意义。
我国对碳纤维的研究开始于上世纪60年代，从全国第一次碳纤维复合材料会议之后，我国开始逐渐重视碳纤维及其复合材料的研究，经过多年的发展，具有了一定的生产能力，但仍然无法满足国内市场对碳纤维的需求。2009年我国第一个百吨级碳纤维生产基建成并投产，其自主研发的聚丙烯腈基碳纤维已达到国际先进水平，这表示我国的高性能碳纤维产业化进入了一个新的阶段。我国碳纤维的研究进展虽然取得了巨大的成果，但与国外的先进水平还存在着很大的差距。日本东丽生产的T300碳纤维具有良好的集束性和开纤性，纤维在排布过程中毛丝量少，国产碳纤维的集束性和开纤性还有待提高，在排布过程中毛丝量也较多。其他更高性能纤维还不能实现生产化。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法。
本发明以聚丙烯腈碳纤维和酚醛环氧乙烯基酯树脂为原料，制备出了一种碳纤维/酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料。
本发明包括以下步骤：
1、碳纤维布的编织：使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物，钢筘为10cm50筘，纺织的组织形式是平纹，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。这种布的特点是交织点多，质地坚牢、表面平整，较为轻薄，耐磨性好，透气性好。
2、树脂胶液的配备：将固化剂按照比例倒入装有酚醛环氧乙烯基酯树脂的容器中，用搅拌器搅拌45～70min，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空20～30min，抽取树脂中含有的气泡；在常温下静置24h；所述的酚醛环氧乙烯基酯树脂与固化剂的混合质量比=100：0.9～1.5；
所述的固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或过氧化氢异丙苯(CHP)或过氧化二异丙苯(DCP)；
3、预浸布的制备：将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在步骤1制备的碳纤维布上；在双辊开炼机上加压加热到50℃～70℃，使树脂充分的浸渍到碳纤维布中制备预浸布；用聚四氟乙烯薄膜封好后在室温下自然阴干3～5天。
4、碳纤维／酚醛环氧乙烯基酯树脂层合板的制备：用双面胶将聚四氟乙烯薄膜平铺在清洗好的模具上并排除含有的气泡，这样做的目的是方便脱模且能减少胶液对模具的侵蚀；将步骤3制得的预浸布按规定尺寸裁剪好，铺覆于模具中，排除气泡后平铺于模具上，在平板热压机上热压成型，自然冷却后脱模。
5、将步骤4制得的碳纤维板切割成标准测试样条，进行拉伸、弯曲性能测试，最高拉伸强度达到1062MPa，最高弯曲强度达到1965MPa。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
（1）本发明制备流程简单，适合工业化生产。
（2）采用低成本的酚醛环氧乙烯基酯树脂和中温固化剂做为固化体系，模压成型工艺有效的避免使用复杂的生产设备。
（3）采用本发明制备的碳纤维／酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料具有优异的力学性能，同时拥有出色的耐热性、耐湿性。制备的碳纤维／酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料的弯曲强度达到1400MPa～1965MPa。
（4）采用本发明制备的碳纤维／酚醛环氧乙烯基酯树脂复合材料可用于高性能民用结构材料以及某些极端苛刻条件下的结构材料等。
具体实施方式
实施例1：
实施例的步骤是：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上100根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.6m一根，总共剪取200根，将200根碳纤维丝分成8束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化氢异丙苯(CHP)作为固化剂，用过氧化氢异丙苯(CHP)与酚醛环氧乙烯基酯树脂混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化氢异丙=100：0.9～1.5，配制成一定比例的树脂胶液固化体系。用机械搅拌器搅拌70min,搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空20min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为50℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化氢异丙苯(CHP)体系固化工艺为120℃固化2.2h后，148℃固化68min；或110℃固化2.5h后，140℃固化70min；或130℃固化1.5h后，150℃固化45min；测得弯曲强度为1965MPa。
实施例2：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上110根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.7m一根，总共剪取210根，将210根碳纤维丝分成7束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）作为固化剂。用过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）与酚醛环氧乙烯基酯树脂按不同比例混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化苯甲酸叔丁酯=100：0.9～1.5，配制成一定比例的树脂胶液固化体系。用机械搅拌器搅拌60min，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空28min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为65℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）体系固化工艺为120℃固化1.5h后，140℃固化70min；或110℃固化2.5h后，150℃固化45min；或115℃固化2.0h后，130℃固化60min。测得弯曲强度为1431.06MPa。
实施例3：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上120根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.8m一根，总共剪取240根，将240根碳纤维丝分成8束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化二异丙苯(DCP)作为固化剂。用过氧化二异丙苯(DCP)与酚醛环氧乙烯基酯树脂按不同比例混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化二异丙苯=100：0.9～1.5，称取定量的过氧化二异丙苯(DCP)，将其导入小烧杯中，向其中倒入一定量的丙酮，丙酮的量要适宜，丙酮的量过多，则后期制品易出现气孔，且树脂胶液黏度降低；丙酮的量过少，过氧化二异丙苯(DCP)可能溶解的不够彻底，导致其在树脂胶液中分散不均匀。将过氧化二异丙苯(DCP)完全溶解后倒入装有树脂的容器中，用搅拌器搅拌55min，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空20min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为66℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化二异丙苯(DCP)体系固化工艺为125℃固化1.5h后，155℃固化45min；或115℃固化2.5h后，145℃固化70min；或120℃固化2.0h后，130℃固化60min。测得弯曲强度为1528.56MPa。
实施例4：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上100根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.6m一根，总共剪取200根，将200根碳纤维丝分成8束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化氢异丙苯(CHP)作为固化剂。用过氧化氢异丙苯(CHP)与酚醛环氧乙烯基酯树脂按不同比例混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化氢异丙苯=100：0.9～1.5，配制成一定比例的树脂胶液固化体系。用机械搅拌器搅拌1.2h，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空30min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为67℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化氢异丙苯(CHP)体系固化工艺为120℃固化2.2h后，148℃固化68min；或110℃固化2.5h后，140℃固化70min；或130℃固化1.5h后，150℃固化45min；测得弯曲强度为1453.71MPa。
实施例5：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上110根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.7m一根，总共剪取210根，将210根碳纤维丝分成7束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）作为固化剂。用过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）与酚醛环氧乙烯基酯树脂按不同比例混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化苯甲酸叔丁酯=100：0.9～1.5，配制成一定比例的树脂胶液固化体系。用机械搅拌器搅拌55min，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空26min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为58℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）体系固化工艺为120℃固化1.5h后，140℃固化70min；或110℃固化2.5h后，150℃固化45min；或115℃固化2.0h后，130℃固化60min。测得弯曲强度为1583.39MPa。
实施例6：
1、使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物。2D机织织物具有很多的优异性能，包括铺放特性优异、面内性能优异、机械化织造程度高等特点，其适用于大面积铺放；碳纤维丝的经向抗拉强力很大，但碳纤维纬向强度非常低，而且很不耐磨，在织造中很容易起毛，所以完成织造必须要有合适的张力。取两个中框，每个中框中装上120根丝，取10cm50筘的钢筘安装好。将碳纤维原丝剪裁成1.8m一根，总共剪取240根，将240根碳纤维丝分成8束，每束系在一处。将每根碳纤维丝依次穿过中框和钢筘，碳纤维丝穿过中框的次序为前-后-前-后。穿好之后，将每束碳纤维丝拉直固定。张力要适当，张力过小，则预制件松散不平整，张力过大，碳纤维丝极易断裂。取一支缠好碳纤维丝的梭子，手动穿纬线，纬线距离要控制好。织好后即可取下留用，最终得到最终获得经密为51，纬密为53碳纤维平纹织物。在织造过程中，纬线力度的控制很重要，但由于手工穿纬线，导致碳纤维预制件的面密度并不是十分均匀，这对后期碳纤维复合材料制品的性能有一定的影响。编织好之后，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h。
2、选用过氧化二异丙苯(DCP)作为固化剂。用过氧化二异丙苯(DCP)与酚醛环氧乙烯基酯树脂按不同比例混溶。质量比为：酚醛环氧乙烯基酯树脂：过氧化二异丙苯=100：0.9～1.5，称取定量的过氧化二异丙苯(DCP)，将其导入小烧杯中，向其中倒入一定量的丙酮，丙酮的量要适宜，丙酮的量过多，则后期制品易出现气孔，且树脂胶液黏度降低；丙酮的量过少，过氧化二异丙苯(DCP)可能溶解的不够彻底，导致其在树脂胶液中分散不均匀。将过氧化二异丙苯(DCP)完全溶解后倒入装有树脂的容器中，用搅拌器搅拌1.3h,搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空23min，抽取树脂中含有的气泡，静置待用。
3、将步骤1制作好的碳纤维织物裁剪成规定尺寸。在室温下将步骤2制备的树脂胶液均匀涂抹在裁好的碳纤维织物的两面，放置一段时间后，再次涂刷步骤2制备的树脂胶液，尽量使树脂浸透碳纤维织物。将涂抹过胶液的碳纤维布放在双辊开炼机上，调节两个辊轮之间的间距，使预浸布达到一定的厚度，开动机器，反复滚压，以除去多余的树脂，使树脂含量达到一定的标准，双辊开炼机的温度为70℃，加热有利于树脂胶液中低沸点溶剂的挥发，同时又能使提高预浸程度。直到树脂均匀浸渍于碳纤维中，将预浸布取下，覆膜，切边，低温保存待用。
4、将步骤3制作的预浸布剪裁成规定尺寸，清理干净模具，表面覆盖上膜压紧，确保膜中间没有气泡。揭掉预浸布表面的薄膜，然后将其叠放在模具中，铺层时要保证表面平整，且铺放整齐，每层之间要压紧以排除气泡。弯曲试样的铺叠层数为10层，拉伸试样的铺叠层数为12层。把模具放入平板硫化机中热压成型。过氧化二异丙苯(DCP)体系固化工艺为125℃固化1.5h后，155℃固化45min；或115℃固化2.5h后，145℃固化70min；或120℃固化2.0h后，130℃固化60min。测得弯曲强度为1400MPa。
在上述的各实施例中，所述的酚醛环氧乙烯基酯树脂与固化剂的混合质量比选用的是：100：0.9；或100：1.0；或100：1.2；或100：1.5。
Claims (4)
1.一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）、碳纤维布的编织：使用TM-80型色织打样机将碳纤维纺织成2D机织织物，钢筘为10cm50筘，纺织的组织形式是平纹，碳纤维布用丙酮密封浸泡不少于48h；
（2）、树脂胶液的配备：将固化剂按照比例倒入装有酚醛环氧乙烯基酯树脂的容器中，用搅拌器搅拌45～70min，搅拌均匀后，在真空干燥箱内抽真空20～30min，抽取树脂中含有的气泡；在常温下静置24h；所述的酚醛环氧乙烯基酯树脂与固化剂的混合质量比=100：0.9～1.5；
所述的固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化氢异丙苯或过氧化二异丙苯；
（3）、预浸布的制备：将步骤（2）制备的树脂胶液均匀涂抹在步骤（1）制备的碳纤维布上；在双辊开炼机上加压加热到50℃～70℃，使树脂充分的浸渍到碳纤维布中制备预浸布；用聚四氟乙烯薄膜封好后在室温下自然阴干3～5天；
（4）、碳纤维／酚醛环氧乙烯基酯树脂层合板的制备：用双面胶将聚四氟乙烯薄膜平铺在清洗好的模具上并排除含有的气泡；将步骤（3）制得的预浸布按规定尺寸裁剪好，铺覆于模具中，排除气泡后平铺于模具上，在平板热压机上热压成型，自然冷却后脱模。
2.根据权利要求1所述的一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法，其特征在于：所述步骤（4）中的酚醛环氧乙烯基酯树脂与过氧化氢异丙苯体系热压成型的工艺条件为110～130℃固化1.5～2.5h后，140～150℃固化45～70min。
3.根据权利要求1所述的一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法，其特征在于：所述步骤（4）中的酚醛环氧乙烯基酯树脂与过氧化苯甲酸叔丁酯体系热压成型的工艺条件为110～120℃固化1.5～2.5h后，140～150℃固化45～70min。
4.根据权利要求1所述的一种酚醛环氧乙烯基酯树脂碳纤维复合材料的生产方法，其特征在于：所述步骤（4）中的酚醛环氧乙烯基酯树脂与过氧化二异丙苯体系热压成型的工艺条件为115～125℃固化1.5～2.5h后，145～155℃固化45～70min。
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