CN108129801A - 一种碳纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法，属于碳纤维复合材料技术领域。该碳纤维复合材料包括碳纤维0.5‑1平方米和以下按照重量份数计的原料：E‑51环氧树脂20‑30份、E‑42环氧树脂20‑30份、TDE‑86环氧树脂20‑30份、亚甲基双环己烷胺10‑20份、ED‑600固化剂15‑25份、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚10‑20份、三乙烯二胺5‑10份、丙酮30‑50份。本发明为了使碳纤维‑环氧树脂固化体系能在较低温度范围内实现较佳固化，从环氧树脂固化剂及固化工艺两方面入手，制备了可中温固化，能湿法制作预浸料且机械性能优异的碳纤维复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种碳纤维复合材料及其制备方法，属于碳纤维复合材料技术领域。
背景技术
环氧树脂自50年代商品化以来，以其良好的耐化学性、低收缩、高强度和优异的工艺性能而得到广泛应用，其碳纤维复合材料更是成为航空航天、军事装备等领域不可缺少的特殊材料。
国家知识产权局于2014.01.01公开了一件公开号为CN103483552A，名称为“一种碳纤维复合材料用基体树脂及其制备方法”的发明，该发明涉及一种碳纤维复合材料用基体树脂及其制备方法，所述基体树脂由质量比为100:50-100:10-50:5-20:50-100:300-600的N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯醚环氧树脂、ES216环氧树脂，2,2-双[4-(2-三氟甲基-4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷、3,3’-二甲基-4,4’-双(4-羧基酞酰亚胺基)二苯甲烷、固化剂和有机溶剂组成。本发明制造工艺简单，原料来源方便，所得基体树脂综合性能优异，可制得高性能的碳纤维复合材料，可应用于体育器材、航空航天、汽车、电子微电子等领域的结构材料，适宜于工业化生产，具有很高的商业化前景。
我国的碳纤维-环氧树脂复合材料，成型温度较高，基体韧性差，因而在应用过程中受到较大限制。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的问题，提供一种碳纤维复合材料，该复合材料能够在较低温度成型，且机械性能优异。
为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：
一种碳纤维复合材料，其特征在于：包括碳纤维0.5-1平方米和以下按照重量份数计的原料：
E-51环氧树脂 20-30份
E-42环氧树脂 20-30份
TDE-86环氧树脂 20-30份
亚甲基双环己烷胺 10-20份
ED-600固化剂 15-25份
三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 10-20份
三乙烯二胺 5-10份
丙酮 30-50份。
本发明所述的碳纤维为1300-3000B碳纤维。
一种碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、于一容器内按照配方要求，准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺；加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶，备用；
B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小；
C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料；
D、将预浸料按样板裁剪，重叠铺覆于模具中；放入平板压机，从室温开始，升温至80℃，保温0.5-1h；升温至85℃，继续保温1.5-2h；升温至95℃，继续保温1.5-2h；升温至120℃，继续保温1.5-2h；
E、固化结束后，冷却至室温，得到碳纤维复合材料。
本发明在步骤D中，所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。
本发明在步骤D中，所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。
本发明带来的有益技术效果：
本发明为了使碳纤维-环氧树脂固化体系能在较低温度范围内实现较佳固化，从环氧树脂固化剂及固化工艺两方面入手，制备了可中温固化，能湿法制作预浸料且机械性能优异的碳纤维复合材料。
具体实施方式
实施例1
一种碳纤维复合材料，包括碳纤维0.5平方米和以下按照重量份数计的原料：
E-51环氧树脂 20份
E-42环氧树脂 20份
TDE-86环氧树脂 20份
亚甲基双环己烷胺 10份
ED-600固化剂 15份
三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 10份
三乙烯二胺 5份
丙酮 30份。
实施例2
一种碳纤维复合材料，包括碳纤维1平方米和以下按照重量份数计的原料：
E-51环氧树脂 30份
E-42环氧树脂 30份
TDE-86环氧树脂 30份
亚甲基双环己烷胺 20份
ED-600固化剂 25份
三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 20份
三乙烯二胺 10份
丙酮 50份。
实施例3
一种碳纤维复合材料，包括碳纤维1.2平方米和以下按照重量份数计的原料：
E-51环氧树脂 25份
E-42环氧树脂 25份
TDE-86环氧树脂 25份
亚甲基双环己烷胺 15份
ED-600固化剂 20份
三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 15份
三乙烯二胺 12份
丙酮 40份。
实施例4
一种碳纤维复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、于一容器内按照配方要求，准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺；加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶，备用；
B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小；
C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料；
D、将预浸料按样板裁剪，重叠铺覆于模具中；放入平板压机，从室温开始，升温至80℃，保温0.5h；升温至85℃，继续保温1.5h；升温至95℃，继续保温1.5h；升温至120℃，继续保温1.5h；
E、固化结束后，冷却至室温，得到碳纤维复合材料。
优选的，在步骤D中，所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。
优选的，在步骤D中，所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。
实施例5
一种碳纤维复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、于一容器内按照配方要求，准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺；加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶，备用；
B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小；
C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料；
D、将预浸料按样板裁剪，重叠铺覆于模具中；放入平板压机，从室温开始，升温至80℃，保温1h；升温至85℃，继续保温2h；升温至95℃，继续保温2h；升温至120℃，继续保温2h；
E、固化结束后，冷却至室温，得到碳纤维复合材料。
优选的，在步骤D中，所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。
优选的，在步骤D中，所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。
实施例6
一种碳纤维复合材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
A、于一容器内按照配方要求，准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺；加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶，备用；
B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小；
C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料；
D、将预浸料按样板裁剪，重叠铺覆于模具中；放入平板压机，从室温开始，升温至80℃，保温1.2h；升温至85℃，继续保温1.75h；升温至95℃，继续保温1.8h；升温至120℃，继续保温1.7h；
E、固化结束后，冷却至室温，得到碳纤维复合材料。
优选的，在步骤D中，所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。
优选的，在步骤D中，所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。
Claims (5)
1.一种碳纤维复合材料，其特征在于：包括碳纤维0.5-1平方米和以下按照重量份数计的原料：
E-51环氧树脂 20-30份
E-42环氧树脂 20-30份
TDE-86环氧树脂 20-30份
亚甲基双环己烷胺 10-20份
ED-600固化剂 15-25份
三羟甲基冰烷三缩水甘油醚 10-20份
三乙烯二胺 5-10份
丙酮 30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料，其特征在于：所述的碳纤维为1300-3000B碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
A、于一容器内按照配方要求，准确称取E-51环氧树脂、E-42环氧树脂、TDE-86环氧树脂、亚甲基双环己烷胺、ED-600固化剂、三羟甲基冰烷三缩水甘油醚及三乙烯二胺；加入丙酮并充分搅拌以使各组份完全混溶，备用；
B、将经过预处理的碳纤维裁成所需要尺寸大小；
C、采用步骤A所制备的混合物在碳纤维排布机上制作预浸料；
D、将预浸料按样板裁剪，重叠铺覆于模具中；放入平板压机，从室温开始，升温至80℃，保温0.5-1h；升温至85℃，继续保温1.5-2h；升温至95℃，继续保温1.5-2h；升温至120℃，继续保温1.5-2h；
E、固化结束后，冷却至室温，得到碳纤维复合材料。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤D中，所述重叠铺覆为以5层重叠铺覆。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤D中，所有所述从室温开始升至80℃的升温速率为5℃/min。
Priority Applications (1)
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| CN201711428655.9A CN108129801A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种碳纤维复合材料及其制备方法 |
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| CN201711428655.9A CN108129801A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种碳纤维复合材料及其制备方法 |
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| CN108129801A true CN108129801A (zh) | 2018-06-08 |
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| CN201711428655.9A Withdrawn CN108129801A (zh) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 一种碳纤维复合材料及其制备方法 |
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| CN (1) | CN108129801A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115703892A (zh) * | 2021-08-09 | 2023-02-17 | 中南民族大学 | 一种高性能可降解环氧树脂-碳纤维复合材料及其制备方法 |
-
2017
- 2017-12-26 CN CN201711428655.9A patent/CN108129801A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115703892A (zh) * | 2021-08-09 | 2023-02-17 | 中南民族大学 | 一种高性能可降解环氧树脂-碳纤维复合材料及其制备方法 |
| CN115703892B (zh) * | 2021-08-09 | 2024-06-11 | 中南民族大学 | 一种高性能可降解环氧树脂-碳纤维复合材料及其制备方法 |
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