CN109206646A - 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺 - Google Patents

一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN109206646A
CN109206646A CN201810922298.XA CN201810922298A CN109206646A CN 109206646 A CN109206646 A CN 109206646A CN 201810922298 A CN201810922298 A CN 201810922298A CN 109206646 A CN109206646 A CN 109206646A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
epoxy
fiber felt
chopped carbon
degradable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810922298.XA
Other languages
English (en)
Inventor
庞兴功
白灵
李欣
梁波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ada Cable High Tech Material Wuhu Co Ltd
Original Assignee
Ada Cable High Tech Material Wuhu Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ada Cable High Tech Material Wuhu Co Ltd filed Critical Ada Cable High Tech Material Wuhu Co Ltd
Priority to CN201810922298.XA priority Critical patent/CN109206646A/zh
Publication of CN109206646A publication Critical patent/CN109206646A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements

Abstract

本发明公开了一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺，主要由可降解快速固化环氧树脂、多元异氰酸酯化合物增稠剂和短切碳纤维毡组成，该短切碳纤维毡预浸料制备的碳纤维复合材料中碳纤维含量重量比达40％含以上，力学与车用铝合金强度相当，拉伸强度达到250MPa以上，拉伸模量达到20GPa以上，但材料密度小于1.5g/cm3，制造的汽车部件可达到40％以上减重效果；该短切碳纤维毡预浸料无易挥发物质，满足汽车部件材料低VOC环保要求，具有120～150℃快速固化特性，能够将环氧复合材料部件成型周期缩短到5～30min，适用于轻量化汽车部件低成本、批量化生产；该短切碳纤维毡预浸料具有可降解特性，制备碳纤维复合材料部件容易实现回收再利用。

Description

一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及纤维增强热固性树脂复合材料汽车部件领域，尤其涉及一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺。
背景技术
碳纤维增强体的树脂基复合材料具有低密度、高比强度、高比模量、耐疲劳、耐腐蚀、整体成型及可设计性强等诸多优良的特性，综合性能超过铝合金及高强度钢，是汽车部件轻量化应用的优选材料。然而，高昂的成本限制了碳纤维复合材料的广泛应用。碳纤维复合材料源于航空航天领域，在航空航天复合材料制件中，原材料(主要指毯纤维与树脂)与后续工艺的成本基本是20/80的关系，所以，要降低复合材料的成本，关键是解决占比80％的工艺成本。目前，采用连续碳纤维的单向预浸料或编织布预浸料的热压罐或模压成型工艺结构和铺层设计复杂，材料利用率低，成型时间长，无法实现汽车领域碳纤维复合材料部件低成本批量化生产。片状模塑料(SMC)模压成型是一种先进的树脂基复合材料成型方法。其制备方法为首先将热固性树脂、增强纤维以及各种助剂通过增稠形成一种粘度较大较稳定的片料，再将该片料剪裁成一定的尺寸，铺放于模具中进行模压。SMC多采用玻璃纤维增强不饱和树脂得到，但是玻纤增强的SMC强度较差，无法满足汽车轻量化对材料轻质高强的要求，并且不饱和树脂采用苯乙烯作溶剂无法满足汽车部件低VOC排放的环保要求。采用连续碳纤维短切增强的环氧SMC虽然能够有效提高复合材料强度，但仍存在碳纤维不易分散均匀，碳纤维重量含量低于40％，环氧树脂固化成型时间较长等问题。
而且，随着环氧基纤维复合材料在汽车部件轻量化设计产品的广泛应用，所产生的热固性树脂复合材料废弃物与日俱增，一方面给周围环境带来巨带的压力，另一方面复合材料中使用的高性能增强纤维(如芳纶纤维和碳纤维)具有很高的回收利用价值。已报道的纤维复合材料回收工艺大致有三种：填埋法、焚化法和粉碎法。焚化法虽然可以回收部分能量，但是焚烧过程又需要消耗大量能源，而且从环境角度来看还是存在着问题。一种新型的回收碳纤维复合材料技术能使复合材料中的塑性基质通过特殊焚烧炉除去，残留的碳纤维可以回收再用，虽然这种方法向可持续性发展方向迈进了一步，但是其并不能代表能完全回收再用，这是因为塑性基质在回收过程中被销毁而无法回收再利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种的环氧短切碳纤维毡预浸料的制备方法，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
本发明通过以下技术方案来实现，一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，短切碳纤维预浸料包含短切碳纤维经无纺工艺制成的短切碳纤维毡、可降解快速固化环氧树脂以及多元异氰酸酯化合物增稠剂。
优选的，所述短切碳纤维毡中的短切碳纤维长度为5-200mm。
优选的，所述短切碳纤维毡为回收碳纤维短切丝或者连续碳纤维短切丝或者碳纤维织物废边料短切丝经无纺工艺制成。
优选的，所述短切碳纤维毡面密度为100-1000g/m2。
优选的，所述可降解快速固化环氧树脂由混合环氧树脂，含一个以上环氧官能团活性稀释剂，聚乙二醇，可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))，改性有机脲和改性咪唑固化促进剂，以及浸润剂、消泡剂和内脱模剂等助剂组成。
优选的，所述可降解快速固化环氧树脂由混合环氧树脂中可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))、改性有机脲和改进咪唑促进剂固体粉末组成，粒径≤15μm。
可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))化学结构如下：
一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，包括步骤如下：
a、可降解快速固化环氧树脂与多元异氰酸酯化合物增稠剂按比例混合成环氧树脂糊，并抽真空脱泡；
b、使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层载体膜上，形成环氧树脂糊膜层；
c、然后环氧树脂糊膜层覆盖在短切碳纤维毡上、下表面，叠成环氧树脂糊膜+短切碳纤维毡+环氧树脂糊膜三明治结构，经过加压和排气，使环氧树脂糊充分浸润碳纤维形成短切碳纤维毡树脂复合片材，然后收卷或箱式包装；
d、将收卷或箱式包装的短切碳纤维毡树脂复合片材在烘房30-55℃熟化处理20-100h，使环氧树脂糊增稠得到短切碳纤维毡预浸料。
优选的，所述短切碳纤维毡的重量百分比为35-50％，所述环氧树脂糊的重量百分比为50-70％，所述可降解快速固化环氧树脂和所述多元异氰酸酯化合物重量比值为5-20。
优选的，所述环氧树脂糊室温初始粘度为10-40Pa.s。
一种降解和回收权利要求1所述的环氧短切碳纤维毡预浸料的方法，其步骤如下：
(1)环氧短切碳纤维毡预浸料浸泡在包含酸和可选择的过氧化氢或过氧酸和有溶剂或无溶剂的降解体系中经过1-600小时后获得降解混合物，降解体系温度为15-400℃，酸在降解体系中的质量浓度为0.01-100％；
(2)步骤(1)中的的环氧短切碳纤维毡预浸料制备完全降解后，通过分离、洗涤、干燥后回收；
(3)使用碱溶液调节步骤(1)和(2)所得降解溶液的pH值；所述碱溶液的质量浓度为0.01-99％，调节降解溶液pH值时保持温度为0-200℃，调节降解溶液pH值，最终pH值大于6；
(4)将步骤(3)中经过调节pH值在降解溶液中产生的沉淀物进行物理分离、清洗和干燥。
优选的，所述步骤(1)中，可降解体系温度范围保持在80-150℃，片状模塑料用可降解快速固化环氧组合物固化物浸泡在加热的降解体系中1-16小时，溶液中的酸质量浓度优选为1-99％；所述步骤(2)中，温度范围保持在5-50℃，中和后的最终pH值范围为7-12，碱液的质量浓度范围为5-30％。
采用以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明短切碳纤维毡预浸料制备的碳纤维复合材料碳纤维含量重量比达40％含以上，力学与车用铝合金强度相当，拉伸强度达到250MPa以上，拉伸模量达到20GPa以上，但材料密度小于1.5g/cm3，制造的汽车部件可达到40％以上减重效果；该短切碳纤维毡预浸料无易挥发物质，满足汽车部件材料低VOC环保要求，具有120～150℃快速固化特性，能够将环氧复合材料部件成型周期缩短到5～30min，适用于轻量化汽车部件低成本、批量化生产；该短切碳纤维毡预浸料具有可降解特性，制备碳纤维复合材料部件容易实现回收再利用。
具体实施方式
为使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
a、将可降解快速固化环氧树脂rAF-205SMC与MDI按照100:9比例称量加入反应釜中，低速搅拌10～15min混合均匀，并同时进行真空脱泡，得到可降解环氧树脂糊；
b、将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.19～0.20mm环氧树脂糊膜；
c、将面密度为300g/m2ELG回收短切碳纤维毡A2放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，叠成环氧树脂糊膜+短切碳纤维毡+环氧树脂糊膜三明治结构，经过加压和排气，使环氧树脂糊充分浸润碳纤维形成短切碳纤维毡树脂复合片材，然后收卷或箱式包装；
d、将收卷或箱式包装的短切碳纤维毡树脂复合片材在烘房50℃熟化处理40hrs，使环氧树脂糊增稠得到短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手；
制备的可回收短切碳纤维毡预浸料在左、中、右位置各裁取10×10cm2大小预浸料，称重后按公式计算得到树脂平均含量为R/C＝61.2％；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为47sec，采用TA DHR-2流变仪测试其粘度为1210Pa.s。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料复合材料板材制备及测试
将模腔厚度为2mm的平板模压模具预热至150℃，然后均匀喷涂脱模剂；裁切4pcs制备的可回收短切碳纤维毡预浸料，揭掉上、下层PE膜后将4pcs预浸料按照+0°/+0°/+0°/+0°叠构叠起来，其中0°为沿短切碳纤维毡长度方向，90°为沿短切碳纤维毡宽度方向，+为短切碳毡预浸料正面，-为短切碳毡预浸料背面，然后放入预热的平板模压模具中按照程式加压至最大压力5MPa，保持压力热压5min，热压完成后得到厚度2mm的可回收短切碳纤维毡复合材料板材。
由所得的复合材料板材，沿0°方向切割出5片长度250mm，宽度为25mm的抗拉伸实验片，沿90°方向割出5片长度250mm，宽度为25mm的抗拉伸实验片；采用电子万能拉力试验机基于GB/T 1447-2005标准测试其拉伸强度，拉伸模量；测得复合材料板材的0°方向拉伸强度252MPa，拉伸模量22.1GPa，90°方向拉伸强度341MPa，拉伸模量31.7GPa，力学性能良好；由所得的复合材料板材，切割出长度为64mm，宽度为8mm的样片，采用DMA以三点弯曲模式测得Tg为124℃。
实施例2
a、可降解环氧树脂糊混合同实施例1；
b、将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.13～0.14mm环氧树脂糊膜；
c、将面密度为200g/m2ELG回收短切碳纤维毡A1放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，其余步骤同实施例1得到可回收短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手；
制备的可回收短切碳纤维毡预浸料在左、中、右位置各裁取10×10cm2大小预浸料，称重后按公式计算得到树脂平均含量为R/C＝61.5％；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为44sec，采用TA DHR-2流变仪测试其粘度为1045Pa.s。
实施例3
a、可降解环氧树脂糊混合同实施例1；
b、将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.25～0.26mm环氧树脂糊膜；
c、将面密度为400g/m2ELG回收短切碳纤维毡A3放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，其余步骤同实施例1得到可回收短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手；
制备的可回收短切碳纤维毡预浸料在左、中、右位置各裁取10×10cm2大小预浸料，称重后按公式计算得到树脂平均含量为R/C＝60.9％；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为45sec，采用TA DHR-2流变仪测试其粘度为1328Pa.s。
实施例4
a、可降解环氧树脂糊混合同实施例1；
b、将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.17～0.18mm环氧树脂糊膜；
c、将面密度为260g/m2东丽T700短切碳纤维毡B放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，其余步骤同实施例1得到可回收短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手；
制备的可回收短切碳纤维毡预浸料在左、中、右位置各裁取10×10cm2大小预浸料，称重后按公式计算得到树脂平均含量为R/C＝61.7％；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为46sec，采用TA DHR-2流变仪测试其粘度为1270Pa.s。
的环氧短切碳纤维毡预浸料复合材料板材制备及测试同实施例1，测得复合材料板材的0°方向拉伸强度317MPa，拉伸模量22.8GPa，90°方向拉伸强度331MPa，拉伸模量26.8GPa，力学性能良好，采用DMA以三点弯曲模式测得Tg为121℃。
实施例5
a、可降解环氧树脂糊混合同实施例1；
b、将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.19～0.20mm环氧树脂糊膜；
c、将面密度为300g/m2东丽T700回收短切碳纤维毡C放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，其余步骤同实施例1得到可回收短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，环氧树脂糊充分浸润碳纤维毡，外观均匀，脱膜性良好，不粘手；
制备的可回收短切碳纤维毡预浸料在左、中、右位置各裁取10×10cm2大小预浸料，称重后按公式计算得到树脂平均含量为R/C＝61.0％；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为50sec，采用TA DHR-2流变仪测试其粘度为980Pa.s。
的环氧短切碳纤维毡预浸料复合材料板材制备及测试同实施例1，测得复合材料板材的°方向拉伸强度348MPa，拉伸模量25.4GPa，90°方向拉伸强度370MPa，拉伸模量31.2GPa，力学性能良好，采用DMA以三点弯曲模式测得Tg为123℃。
比较例1
采用的可降解快速固化环氧树脂各组分及比例与rAF-205SMC相同，但可降解固化剂未经过微粉化处理，粒径分析D95小于20μm，平均粒径约8μm，可降解环氧树脂糊混合同实施例1；
将混合的可降解树脂糊倒入胶槽，使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层PE膜上，形成0.19～0.20mm环氧树脂糊膜；
将面密度为300g/m2ELG回收短切碳纤维毡A2放料铺放在下层环氧树脂糊膜上，然后将上层环氧树脂糊膜覆盖在碳纤维毡表面，其余步骤同实施例1得到可回收短切碳纤维毡预浸料。
可降解环氧短切碳纤维毡预浸料评估及测试
制备得到的环氧短切碳纤维毡预浸料，表面有粉末残留，由于可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohyd razide))未经微粉化处理，粒径太大被短切碳纤维毡过滤，无法随树脂进入短切碳纤维毡内部；可回收短切碳纤维毡预浸料所含环氧树脂糊采用热板法测试150℃凝胶时间为150sec，采用TADHR-2流变仪测试其粘度为650Pa.s。
的环氧短切碳纤维毡预浸料复合材料板材制备及测试同实施例1，但热压时间为20min，制备的复合材料板材外观差，残留大量未参与反应固化剂粉末。
实施例6
在250ml三口烧瓶中，加入1g实施例1制备的碳纤维复合材料板材样品，5ml浓盐酸和95ml乙二醇，搅拌加热到160℃，6小时后冷却至100℃，趁热过滤，降解溶液用5％氢氧化钠溶液中和，析出固体，过滤，并用水洗涤固体，干燥后得到热固性环氧树脂降解产物和碳纤维0.95g，质量回收率95％。
实施例7
在250ml三口烧瓶中，加入1g实施例1制备的碳纤维复合材料板材样品，10ml浓盐酸和90ml乙二醇，搅拌加热到160℃，6小时后冷却至100℃，趁热过滤，降解溶液用5％氢氧化钠溶液中和，析出固体，过滤，并用水洗涤固体，干燥后得到热固性环氧树脂降解产物和碳纤维0.95g，质量回收率95％。
实施例8
在250ml三口烧瓶中，加入1g实施例4制备的碳纤维复合材料板材样品，5ml浓盐酸和95ml辛醇，搅拌加热到155℃，4小时后冷却至100℃，趁热过滤，降解溶液用5％氢氧化钠溶液中和，析出固体，过滤，并用水洗涤固体，干燥后得到热固性环氧树脂降解产物和碳纤维0.96g，质量回收率96％。
实施例9
在250ml三口烧瓶中，加入1g实施例5制备的碳纤维复合材料板材样品，5ml浓盐酸和95ml庚醇，搅拌加热到155℃，4小时后冷却至100℃，趁热过滤，降解溶液用20％氢氧化钠溶液中和，析出固体，过滤，并用水洗涤固体，干燥后得到热固性环氧树脂降解产物和碳纤维0.95g，质量回收率95％。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (11)

1.一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：短切碳纤维毡预浸料包含短切碳纤维经无纺工艺制成的短切碳纤维毡、可降解快速固化环氧树脂以及多元异氰酸酯化合物增稠剂。
2.根据权利要求1所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：所述短切碳纤维毡中的短切碳纤维长度为5-200mm。
3.根据权利要求1所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：所述短切碳纤维毡为回收碳纤维短切丝或者连续碳纤维短切丝或者碳纤维织物废边料短切丝经无纺工艺制成。
4.根据权利要求1所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：所述短切碳纤维毡面密度为100-1000g/m2。
5.根据权利要求1所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：所述可降解快速固化环氧树脂由混合环氧树脂，含一个以上环氧官能团活性稀释剂，聚乙二醇，可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))，改性有机脲和改性咪唑固化促进剂，以及浸润剂、消泡剂和内脱模剂等助剂组成。
6.根据权利要求1所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料，其特征在于：所述可降解快速固化环氧树脂由混合环氧树脂中可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))、改性有机脲和改进咪唑促进剂固体粉末组成，固体粉末的粒径≤15μm。
可降解固化剂4,4'-(((亚甲基二氧基)二(2,1-亚乙基))二氧基)二苯甲酰肼(4,4'-(((methylenebis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))di(benzohydrazide))化学结构如下：
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，包括步骤如下：
a、可降解快速固化环氧树脂与多元异氰酸酯化合物增稠剂按比例混合成环氧树脂糊，并抽真空脱泡；
b、使用刮刀将环氧树脂糊均匀涂覆在上、下层载体膜上，形成环氧树脂糊膜层；
c、然后环氧树脂糊膜层覆盖在短切碳纤维毡上、下表面，叠成环氧树脂糊膜+短切碳纤维毡+环氧树脂糊膜三明治结构，经过加压和排气，使环氧树脂糊充分浸润碳纤维形成短切碳纤维毡树脂复合片材，然后收卷或箱式包装；
d、将收卷或箱式包装的短切碳纤维毡树脂复合片材在烘房30-55℃熟化处理20-100h，使环氧树脂糊增稠得到短切碳纤维毡预浸料。
8.根据权利要求7所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，其特征在于：所述短切碳纤维毡的重量百分比为35-50％，所述环氧树脂糊的重量百分比为50-70％，所述可降解快速固化环氧树脂和所述多元异氰酸酯化合物重量比值为5-20。
9.根据权利要求7所述的一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的生产工艺，其特征在于：所述环氧树脂糊室温初始粘度为10-40Pa.s。
10.一种降解和回收权利要求1所述的可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)可降解环氧短切碳纤维毡预浸料浸泡在包含酸和可选择的过氧化氢或过氧酸和有溶剂或无溶剂的降解体系中经过1-600小时后获得降解混合物，降解体系温度为15-400℃，酸在降解体系中的质量浓度为0.01-100％；
(2)步骤(1)中的可降解环氧短切碳纤维毡预浸料完全降解后，通过分离、洗涤、干燥后回收；
(3)使用碱溶液调节步骤(1)和(2)所得降解溶液的pH值；所述碱溶液的质量浓度为0.01-99％，调节降解溶液pH值时保持温度为0-200℃，调节降解溶液pH值，最终pH值大于6；
(4)将步骤(3)中经过调节pH值在降解溶液中产生的沉淀物进行物理分离、清洗和干燥。
11.根据权利要求10所述的一种降解和回收可降解环氧短切碳纤维毡预浸料的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，降解体系温度范围保持在80-150℃，可降解环氧短切碳纤维毡预浸料浸泡在加热的降解体系中1-16小时，溶液中的酸质量浓度优选为1-99％；所述步骤(3)中，温度范围保持在5-50℃，中和后的最终pH值范围为7-12，碱液的质量浓度范围为5-30％。
CN201810922298.XA 2018-08-14 2018-08-14 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺 Pending CN109206646A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810922298.XA CN109206646A (zh) 2018-08-14 2018-08-14 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810922298.XA CN109206646A (zh) 2018-08-14 2018-08-14 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109206646A true CN109206646A (zh) 2019-01-15

Family

ID=64987995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810922298.XA Pending CN109206646A (zh) 2018-08-14 2018-08-14 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109206646A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696220A (zh) * 2019-09-20 2020-01-17 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种可降解碳毡预浸料及机盖内板制造工艺
CN111073218A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种环保阻燃短切碳纤维毡预浸料及其制备方法
CN111205596A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
CN113683815A (zh) * 2021-07-12 2021-11-23 浙江理工大学 一种无损闭环式回收复合材料中碳纤维的方法
CN116003988A (zh) * 2023-02-07 2023-04-25 四川大学 一种环氧碳纤维增强复合材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101096443A (zh) * 2007-07-10 2008-01-02 武汉理工大学 一种制备环氧片状模塑料的方法及其产品
CN104527177A (zh) * 2014-12-16 2015-04-22 艾达索高新材料无锡有限公司 一种用于印刷电路板的可回收半固化片、固化片、覆铜板及其制备、回收方法
WO2017150521A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 三菱ケミカル株式会社 エポキシ樹脂組成物、成形材料および繊維強化複合材料
CN107636054A (zh) * 2015-05-01 2018-01-26 艾达索高新材料无锡有限公司 一种降解和回收交联聚合物或增强复合材料的方法
CN108189421A (zh) * 2017-11-22 2018-06-22 艾达索高新材料芜湖有限公司 短切碳纤维毡复合材料成型工艺及其降解和回收方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101096443A (zh) * 2007-07-10 2008-01-02 武汉理工大学 一种制备环氧片状模塑料的方法及其产品
CN104527177A (zh) * 2014-12-16 2015-04-22 艾达索高新材料无锡有限公司 一种用于印刷电路板的可回收半固化片、固化片、覆铜板及其制备、回收方法
CN107636054A (zh) * 2015-05-01 2018-01-26 艾达索高新材料无锡有限公司 一种降解和回收交联聚合物或增强复合材料的方法
WO2017150521A1 (ja) * 2016-02-29 2017-09-08 三菱ケミカル株式会社 エポキシ樹脂組成物、成形材料および繊維強化複合材料
CN108189421A (zh) * 2017-11-22 2018-06-22 艾达索高新材料芜湖有限公司 短切碳纤维毡复合材料成型工艺及其降解和回收方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110696220A (zh) * 2019-09-20 2020-01-17 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种可降解碳毡预浸料及机盖内板制造工艺
CN111073218A (zh) * 2019-12-31 2020-04-28 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种环保阻燃短切碳纤维毡预浸料及其制备方法
CN111205596A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 艾达索高新材料芜湖有限公司 一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
CN113683815A (zh) * 2021-07-12 2021-11-23 浙江理工大学 一种无损闭环式回收复合材料中碳纤维的方法
CN113683815B (zh) * 2021-07-12 2023-11-17 浙江理工大学 一种无损闭环式回收复合材料中碳纤维的方法
CN116003988A (zh) * 2023-02-07 2023-04-25 四川大学 一种环氧碳纤维增强复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109206646A (zh) 一种可降解环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
CN109181226A (zh) 一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
CN105504695B (zh) 一种高强高模耐腐蚀乙烯基酯树脂smc片状模塑料及其制备方法
CN101700705B (zh) 一种热固性树脂玻纤层压复合材料及其制备方法
CN103437158B (zh) 一种碳纤维复合材料及其制备方法
CN111205596A (zh) 一种快速成型用环氧短切碳纤维毡预浸料及其生产工艺
EP2746337B1 (en) Carbon fiber composite material
CN103974986A (zh) 自由基聚合性树脂组合物、成形材料及成形品
CN103304999B (zh) 氰酸酯树脂/含金属铝或钛的倍半硅氧烷组合物
CA2949583A1 (en) Thermomechanically reprocessable epoxy composites and processes for their manufacturing
CN112029234A (zh) 一种可快速增稠环氧树脂组合物及其纤维增强复合材料半固化料
CN107636054A (zh) 一种降解和回收交联聚合物或增强复合材料的方法
CN108676137A (zh) 一种芳香聚亚胺热固性树脂及其制备方法
CN108189421A (zh) 短切碳纤维毡复合材料成型工艺及其降解和回收方法
Feng et al. Facile preparation, closed-loop recycling of multifunctional carbon fiber reinforced polymer composites
CN108582733A (zh) 短切碳纤维毡预浸料快速成型工艺及其降解和回收方法
Yan et al. Preparation and properties of carbon fiber reinforced bio‐based degradable acetal‐linkage‐containing epoxy resin composites by RTM process
CN111978681A (zh) 一种碳纤维环氧smc片料及其制备方法
JPWO2004060981A1 (ja) 繊維強化された熱可塑性プラスチックの製造方法及び繊維強化された熱可塑性プラスチック
CN103524695B (zh) 一种玻纤增强热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法
CN101838471A (zh) 纺织纤维增强树脂基复合材料及其生产工艺
CN110202905A (zh) 原位三维树脂复合材料及其应用
CN100535035C (zh) 纤维增强聚合物乳液复合材料及其制备方法
CN110621727B (zh) 纤维增强复合材料用预成型体、热固性树脂组合物、纤维增强复合材料及纤维增强复合材料的制造方法
CN106117514A (zh) 双官能基环氧树脂与单官能基一级胺及/或双官能基二级胺硬化剂混合物作为预浸料的用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190115

RJ01 Rejection of invention patent application after publication