CN113897026B

CN113897026B - 生物基树脂基体材料、碳纤维生物基树脂复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN113897026B
Application number: CN202111057432.2A
Authority: CN
Inventors: 薛天翔; 邵国光; 康凯; 张旭
Original assignee: Umeox Innovations Co ltd
Current assignee: Umeox Innovations Co ltd
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2041-09-09
Also published as: CN113897026A

Abstract

本发明涉及一种生物基树脂基体材料、碳纤维生物基树脂复合材料及其制备方法。所述生物基树脂基体材料包含如下质量份的原料组分：树脂主体50份～90份，固化剂3份～10份，促进剂0.25份～3份，催化剂0.1份～1份；所述树脂主体为生物基树脂。本发明通过对生物基树脂、固化剂和促进剂用量的优化，形成特定配方的生物基树脂基体材料，采用该生物基树脂基体材料制备碳纤维复合材料，能有效提升碳纤维复合材料的韧性。同时，发明人还意外地发现：用该生物基树脂基体材料制备碳纤维复合材料的过程中，所得预浸料的可塑性好，可根据模具形状做成任何形状，成型容易，便于加工，并且最终制备的碳纤维复合材料的模量得到有效提升。

Description

生物基树脂基体材料、碳纤维生物基树脂复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及了一种生物基树脂基体材料、碳纤维生物基树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维增强材料与树脂基体组成的材料称为碳纤维树脂复合材料或者碳纤维增强塑料。碳纤维和环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯等树脂基体结合在一起组成复合材料时，不仅保持了玻璃钢的许多优点，同时在许多性能方面还超过了玻璃钢。例如，碳纤维-环氧树脂复合材料的强度和弹性模量都超过铝合金，甚至接近于高强度钢，弥补了玻璃钢弹性模量低的缺点，又兼其比重比玻璃钢还要小，因此它成为比强度与比模量最高的复合材料之一。由于碳纤维弹性模量高，故其复合材料零件允许在极限应力状态下服役，克服了玻璃纤维树脂复合材料只允许在低于极限应力60％的条件下使用的缺点。碳纤维树脂复合材料在高温老化试验中的强度损失，也比玻璃钢小。此外，在抗冲击性能、抗疲劳性能、减摩耐磨性能、自润滑性、耐腐蚀性以及耐热性等方面，碳纤维树脂复合材料都有显著优点。已报道的传统的碳纤维复合材料例如：

CN112480604A公开了一种具有叠层混杂结构的碳纤维复合材料，其中，碳纤维复合材料为碳纤维布层、片状填料导热网络、片夹球叠层结构组合并铺层后，由聚合物基体材料充分浸润成型获得具有叠层混杂结构。该碳纤维复合材料在水平方向上构建平行于碳纤维布层的片状填料导热网络，垂直方向上在碳纤维布层表面构建微纳尺度的片夹球叠层结构，兼具高面内外导热及高力学性能。

CN106584965A公开了一种高导热碳纤维复合材料及其制备方法，该制备方法包含以下步骤：(1)将树脂和固化剂溶于挥发性有机溶剂中，得到胶液，所述树脂为环氧树脂、双马来酰亚胺树脂和氰酸酯树脂中的一种或几种；(2)将碳纤维浸渍于所述胶液中，得到碳纤维单向预浸料；将所述碳纤维单向预浸料层叠后加热固化，得到碳纤维单向层板；(3)沿与纤维轴线交叉的方向，将所述碳纤维单向层板分割成纤维条；以纤维条最大面积的侧面为粘结面，用胶黏剂对纤维条顺次进行粘结，得到纤维集合体；对所述纤维集合体进行加热固化，得到复合材料芯层；(4)用胶黏剂在所述复合材料芯层与纤维轴线交叉的方向的两个相对端面上分别粘结面层，加热固化后得到高导热碳纤维复合材料。该方法通过面层和芯层的夹心结构的设置，通过层间界面改性引入层，进而提高了层间导热性。

然而，传统的碳纤维复合材料中，树脂基体所含树脂主体主要为石油基树脂，其生产和使用会对环境造成污染，影响生命健康，并且会产生大量碳排放，不利于碳中和目标的实现。因此，以“绿色、环保、可再生、易降解”著称的生物基树脂显得尤为重要。

目前，生物基树脂主要生物基环氧树脂、生物基酚醛树脂、生物基不饱和聚酯树脂、生物基呋喃树脂等，以生物基树脂作为树脂主体制备碳纤维复合材料成为研究的热点。例如：CN112457498A公开的一种碳纤维复合材料，所述复合材料由改性木质素环氧树脂与碳纤维材料交联固化得到，具体的，所述复合材料包括以下质量份数的制备原料：改性木质素环氧树脂15份～35份、碳纤维材料30份～60份、固化剂10份～20份、促进剂0.1份～0.2份。

然而，传统的生物基树脂产品，其性能相对石油基树脂产品要差，因此，如何提升生物基树脂产品的性能是亟待解决的关键问题。

发明内容

基于以上背景技术，本发明的主要目的是提供一种生物基树脂基体材料，以该生物基树脂基体材料作为树脂基体浸渍碳纤维材料制备的碳纤维复合材料，树脂基体和碳纤维结合性能良好。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物基树脂基体材料，所述生物基树脂基体材料包含如下质量份的原料组分：

所述树脂主体为生物基树脂。

在其中一个实施例中，所述生物基树脂包含生物基环氧树脂或/和生物基酚醛树脂。

在其中一个实施例中，所述树脂主体选自二香草醇缩水甘油醚、木质素环氧化合物、三(4-烯丙基-2-甲氧基苯基)磷酸酯环氧化合物和间苯二酚-果糖树脂预聚体中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述固化剂包含胺类固化剂或/和酸酐类固化剂。

在其中一个实施例中，所述促进剂包含苯酚及其取代酚、叔胺及其盐和羧酸中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述催化剂为钴盐催化剂。在其中一个实施例中，所述钴盐催化剂包含环烷酸钴、辛酸钴和硬脂酸钴中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述生物基树脂基体材料还包含紫外线吸收剂。

在其中一个实施例中，所述紫外线吸收剂包含水杨酸苯酯或/和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑。

一种碳纤维生物基树脂复合材料，所述复合材料包含碳纤维材料及树脂基体；所述树脂基体包含所述的生物基树脂基体材料。

在其中一个实施例中，所述碳纤维材料包含碳纤维束或者碳纤维编织物。

在其中一个实施例中，以质量份计，所述复合材料包含20份～40份所述生物基树脂基体材料和60份～80份所述碳纤维束，或者，所述复合材料包含30份～50份所述生物基树脂基体材料和50份～70份所述碳纤维编织物。

在其中一个实施例中，所述碳纤维丝束包含聚丙烯腈基碳纤维束、沥青基碳纤维束、粘胶基碳纤维束和酚醛基碳纤维束中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述碳纤维束的参数条件包括：丝数为2K～60K，长径比为(0.5G～1G)：1，连续长度为4500m～5500m，密度为1.3g/cm³～2.2g/cm³。

在其中一个实施例中，所述碳纤维编织物包含单向布、正交布和斜纹布中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述碳纤维编织物的参数条件包括：厚度为0.05mm～0.8mm，含碳纤维束的直径为1μm～10μm，重量为50g/m²～700g/m²，含碳纤维束的单丝数量为2K～60K。

如上所述的碳纤维生物基树脂复合材料的制备方法，所述制备方法包括用所述生物基树脂基体材料浸渍所述碳纤维材料制备预浸料的步骤，以及将所述预浸料制备成所述复合材料的步骤。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

本发明以生物基树脂为树脂主体，通过对生物基树脂、固化剂和促进剂用量的优化，形成特定配方的生物基树脂基体材料，采用该生物基树脂基体材料制备碳纤维复合材料，能有效促进树脂基体和碳纤维的结合。同时，发明人还意外地发现：用该生物基树脂基体材料制备碳纤维复合材料的过程中，树脂基体具有合适的粘度，利于铺层涂膜，并且最终制备的碳纤维复合材料的拉伸性能得到有效提升。

另外，采用本发明提供的生物基树脂基体材料制备碳纤维复合材料的优势还包括：所得碳纤维复合材料的密度小(例如只有钢材的四分之一)；由于生物基树脂的原料廉价(生物基、来源广、易提取)且为可持续性强的天然高分子，能最大限度的降低碳纤维复合材料的成本；相对于传统的碳纤维/石油基树脂复合材料，够减少对环境造成污染和对健康的潜在危害；以生物基树脂代替石油基树脂，可以减少碳排放，有利于碳中和目标的实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中二香草醇缩水甘油醚的制备流程图；

图2为本发明一个实施例中碳纤维/生物基树脂复合材料的制备路线图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。

本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。

本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，则包括数值区间的两个端点。

本发明中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相-固相混合均指质量百分比，对于液相-液相混合指体积百分比。

本发明中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。

本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。

本发明提供一种生物基树脂基体材料，所述生物基树脂基体材料包含如下质量份的原料组分：

所述树脂主体选用生物基树脂。

本发明所述的生物基树脂，是一种生物基高分子。生物基高分子是一类以生物可再生资源为原材料经过生物或化学过程合成的高分子。以生物基高分子为基体树脂而获得的塑料、橡胶、纤维、粘合剂和涂料统称为生物基高分子材料。生物基高分子材料避开石化资源的依赖性，具有低碳和固碳两种功能，是一类低碳高分子材料，是实现“碳中和”战略目标有力途径之一。然而目前生物基高分子材料的使用量还不足高分子材料的2％。因此，生物基高分子材料将会是高分子领域未来发展的重要方向之一。

可以理解的是，本发明对所述生物基树脂的具体种类不做特别限定，包括但不限于采用如下种类或者其组合：生物基环氧树脂、生物基酚醛树脂等。作为热固性树脂的代表，环氧树脂因其优异的工艺性，粘结性，较好的耐热性和耐化学溶剂，力学性能，介电性能，并且制品尺寸稳定性好，硬度高，是制造高性能碳纤维预浸料使用最多的树脂种类。本发明以生物基树脂为树脂主体制备生物基树脂基体材料，避免对生命和环境产生的危害，同时其原材料为廉价(生物基，来源广、易提取)、可持续性强的天然高分子，反应条件温和，加工工艺简单可控，性能和传统石油基树脂相近，适宜大规模工业生产，可逐步替代传统不环保的石油基树脂。

在其中一个示例中，所述生物基树脂包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：二香草醇缩水甘油醚、木质素环氧化合物、三(4-烯丙基-2-甲氧基苯基)磷酸酯环氧化合物、间苯二酚-果糖树脂预聚体。可以理解的是，本发明对这些生物基树脂的来源不做特别限定，例如可以是市购的，也可是参照传统方法自行合成的。本发明所选用的生物基环氧树脂，多采用香草醛，木质素，水杨酸等生物原料，价格低，反应条件温和，并且更加环保，危害小，碳排放少。

可以理解的是，本发明对所述固化剂的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：胺类固化剂、酸酐类固化剂。胺类固化剂例如乙二胺(EDA)、二亚乙基三胺(DETA)、戊二胺、十二亚甲基二胺(DMDA)等。酸酐类固化剂例如邻苯二甲酸酐(PA)、顺丁烯二酸酐(MA)。优选地，本发明选用生物基固化剂，所述生物基固化剂可以为生物基胺类固化剂(例如戊二胺、十二亚甲基二胺)，也可以为生物基酸酐类固化剂(例如顺丁烯二酸酐)。

可以理解的是，本发明对所述促进剂的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：苯酚及其取代酚、叔胺及其盐、羧酸。优选地，本发明的促进剂选用生物基促进剂，例如生物基丙烯酸、水杨酸。

可以理解的是，本发明对所述钴盐催化剂的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：环烷酸钴、辛酸钴、硬脂酸钴。优选地，本发明的催化剂选用辛酸钴。

在其中一个示例中，所述生物基树脂基体材料还包含紫外线吸收剂。

在其中一个示例中，所述生物基树脂基体材料包含如下质量份的原料组分：

所述树脂主体选用生物基树脂。

可以理解的是，本发明对所述紫外吸收剂的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：水杨酸苯酯、2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑(UV-326)。

本发明提供一种碳纤维/生物基树脂复合材料，所述复合材料包含碳纤维材料及树脂基体；所述树脂基体包含如上所述的生物基树脂基体材料。

碳纤维材料是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维材料。它是由片状石墨微晶沿纤维轴方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有比强度高、比高模量、密度低、耐腐蚀、无蠕变、耐温性能好等特点，是发展国防军工与国民经济的重要战略物资，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。

在其中一个示例中，所述碳纤维材料包含碳纤维束或者碳纤维编织物。

在其中一个示例中，以质量份计，所述复合材料包含20份～40份所述生物基树脂基体材料和60份～80份所述碳纤维束，或者，所述复合材料包含30份～50份所述生物基树脂基体材料和50份～70份所述碳纤维编织物。

可以理解的是，本发明对所述碳纤维丝束的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：聚丙烯腈基碳纤维束、沥青基碳纤维束、粘胶基碳纤维束、酚醛基碳纤维束。

优选地，所述碳纤维丝束的参数条件包括：丝数为2K～60K，长径比为(0.5G～1G)：1，连续长度为4500m～5500m，密度为1.3g/cm³～2.2g/cm³。

可以理解的是，本发明对所述碳纤维织物的具体种类不做特别限定，包括但不限于选用如下种类中的一种或者多种的组合：单向布、正交布、斜纹布。

优选地，所述碳纤维编织物的参数条件包括：厚度为0.05mm～0.8mm，含纤维束的直径为1μm～10μm，重量为50g/m²～700g/m²，含纤维束的单丝数量为2K～60K。

本发明提供如上所述的碳纤维生物基树脂复合材料的制备方法，所述制备方法包括用所述生物基树脂基体材料浸渍所述碳纤维材料制备预浸料的步骤，以及将所述预浸料制备成所述复合材料的步骤。

预浸料是碳纤维浸渍在树脂基体中制成的预浸片材产品，是碳纤维复合材料的中间材料。预浸料主要有单向碳纤维预浸料和编织碳纤维预浸料两种：单向碳纤维预浸料在纤维方向有最大的强度，通常用于有不同方向组合的叠层板；而编织碳纤维预浸料具有不同的编织方式，其强度在两个方向约相等，可应用于不同的结构物。碳纤维预浸料已经广泛应用于纤维增强复合材料设计与制造工艺的一类中间材料。并且，随着近年来碳纤维预浸料产品从航空航天到再生能源的广泛应用，它正迅速发展并成为高性能复合材料的理想选择。

在其中一个示例中，所述制备方法包括：用液态的所述生物基树脂基体材料浸渍所述碳纤维材料，冷却；覆膜。

在其中一个示例中，所述制备方法包括：用液态的所述生物基树脂基体材料浸渍所述碳纤维材料，烘干，冷却；覆膜。

可以理解的是，所述制备方法还可以包括在制备所述复合材料后进行收卷以及根据需要对其进行剪裁的步骤。

下述实施例中所述试验方法，如无特别说明，均为常规方法；所述试剂和生物材料，如无特别说明，均可从商业途径获得。

实施例1

本实施例提供一种碳纤维生物基树脂复合材料的制备方法，主要包括以下步骤：

1、制备生物基环氧树脂

(1)将香草醛和DOWEX DR-2030强酸阳离子催化剂混合，在60℃下反应12小时～24小时；倒入二氯甲烷(DCM)中，过滤后干燥；使用无水硫酸钠干燥，将未反应的单体用减压除去，将产物用色谱柱提纯。

(2)将硼氢化钠加入1M的NaOH水溶液中，混合均匀后，逐滴加入双香草醛的溶液中；全部滴加完后，反应10分钟；缓慢滴入6M稀盐酸，直到没有气泡放出；过滤得到产物。

(3)将双香草醇、环氧氯丙烷和四丁基溴化铵(TBAB)混合后，升温到40℃～50℃，搅拌下反应3个小时；放在冰浴中，冷却到大约0℃，缓慢滴加10M的NaOH水溶液，之后恢复至室温，静置12小时～24小时；使用无水硫酸钠干燥，将未反应的单体用减压除去，得到二香草醇缩水甘油醚晶体。

本实施例步骤1中二香草醇缩水甘油醚的合成路线见图1。

2、制备碳纤维/生物基树脂复合材料

(1)将50份二香草醇缩水甘油醚、5份十二亚甲基二胺(DMDA)，0.5份水杨酸苯酯，0.25份丙烯酸，0.2份辛酸钴混合，加热到60℃后，倒入镀膜机。

(2)将树脂涂覆在离型纸上，加热的60份碳纤维编织布送于两层树脂纸之间，使得树脂充分浸入碳纤维细丝之间；冷却，将液态树脂变成胶状；使用聚酯膜覆盖冷却后的碳纤维预浸料；收卷；剪裁。该步骤中，碳纤维编织布的参数条件包括：单向，厚度为0.1mm，含碳纤维束的直径为2μm，重量150g/m²，含碳纤维束的单丝数3K。

本实施例步骤2碳纤维/生物基树脂复合材料的制备路线参见图2。

本实施例的二香草醇环氧树脂(即二香草醇缩水甘油醚)，为生物来源，与石油来源双酚A型环氧树脂(E-51)相比，对碳纤维丝束的抽出力接近(见下表1)。

表1、最大抽出力

实施例2

1、制备间苯二酚-果糖树脂预聚体

(1)将果糖和间苯二酚按9：1的质量比混合，溶于50份水中，升温至40℃～60℃，不断搅拌，直至反应物变为无色透明液。

(2)加入0.4份的NaOH催化剂，加热至60℃～80℃，随着反应时间的延长，颜色逐渐变为红褐色胶状；恒温搅拌6小时～8小时，得到间苯二酚-果糖树脂预聚体。

2、制备碳纤维/生物基树脂复合材料

(1)将50份间苯二酚-果糖树脂预聚体、3份顺丁烯二酸酐(MA)、2.5份水杨酸，0.2份环烷酸钴和0.5份UV-326混合，加热至60℃，得到浸渍用树脂。

(2)将碳纤维束拼成所需的含量及宽度，然后经纤维架将纤维均匀的分开，同时树脂加热后涂布在上下离型纸上。将70份碳纤维束及涂布树脂的上下离型纸同时导入滚轮中，碳纤维束维位于上下离型纸之间，借由滚轮的压力将树脂均匀的散布于碳纤维之间。该步骤中，碳纤维束的参数条件包括：丝数为12K，长径比为0.71G：1，连续长度为5000m，密度为1.8g/cm³。(3)经过烘干，冷却，覆膜步骤后，收卷。

本实施例提供的酚醛树脂为生物来源，跟传统石油来源的酚醛树脂相比，减少了甲醛的排放，并具有更好的热稳定性和更高的储能模量。

表2、实施例1和实施例2的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

/>

实施例3和实施例4

实施例3和实施例4均是实施例1的变化例，相对于实施例1的主要变化在于碳纤维生物基树脂复合材料配方，实施例3和实施例4的碳纤维生物基树脂复合材料的配方如下表所示：

表3、实施例3和实施例4的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

实施例5和实施例6

实施例5和实施例6均是实施例3的变化例，相对于实施例3的主要变化在于碳纤维生物基树脂复合材料配方，实施例5和实施例6的碳纤维生物基树脂复合材料的配方如下表所示：

表4、实施例5和实施例6的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

实施例7和实施例8

实施例7和实施例8均是实施例2的变化例，相对于实施例2的主要变化在于碳纤维生物基树脂复合材料配方，实施例7和实施例8的碳纤维生物基树脂复合材料的配方如下表所示：

表5、实施例7和实施例8的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

实施例9和实施例10

实施例9和实施例10均是实施例7的变化例，相对于实施例7的主要变化在于碳纤维生物基树脂复合材料配方，实施例9和实施例10的碳纤维生物基树脂复合材料的配方如下表所示：

表6、实施例9和实施例10的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

对比例1和对比例2

对比例1是实施例3的对比例，相对于实施例1的差别主要包括碳纤维生物基树脂复合材料配方，见下表。

对比例2是实施例7的对比例，相对于实施例1的差别主要包括碳纤维生物基树脂复合材料配方，见下表。

表7、对比例1和对比例2的碳纤维生物基树脂复合材料配方梳理

/>

性能测试

1、碳纤维和树脂的结合性能(实验室标准，借鉴了GB/T 16586-2014)；

2、拉伸强度(测试方法：GB/T 1447-2005)

3、生物基树脂基体材料粘度(测试方法：GB/T 22314-2008，Pa.s，20℃，50℃)。

表8

通过对聚合工艺的控制，可以调整生物基树脂基体材料具有更低的粘度，使得生物基树脂基体材料在铺层涂膜时能够避免了由于粘度过大而涂覆不均匀；同时，粘性也不能太小，否则几块预浸料粘贴在一起不易分开，在加工时造成不必要的麻烦。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所述附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种生物基树脂基体材料，其特征在于，所述生物基树脂基体材料包含如下质量份的原料组分：

树脂主体 50份～90份，

固化剂 3份～10份，

促进剂 0.25份～3份，

催化剂 0.1份～1份；

所述树脂主体为生物基树脂；

所述生物基树脂包含二香草醇缩水甘油醚和间苯二酚-果糖树脂预聚体中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的生物基树脂基体材料，其特征在于，

所述固化剂包含胺类固化剂或/和酸酐类固化剂；

或/和，所述促进剂包含苯酚及其取代酚、叔胺及其盐和羧酸中的至少一种；

或/和，所述催化剂为钴盐催化剂；

或/和，所述生物基树脂基体材料还包含紫外线吸收剂。

3.根据权利要求2所述的生物基树脂基体材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂包含水杨酸苯酯或/和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑。

4.一种碳纤维生物基树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料包含碳纤维材料及树脂基体；所述树脂基体包含权利要求1至3任一项所述的生物基树脂基体材料。

5.根据权利要求4所述的碳纤维生物基树脂复合材料，其特征在于，所述碳纤维材料包含碳纤维丝束或者碳纤维编织物。

6.根据权利要求5所述的碳纤维生物基树脂复合材料，其特征在于，以质量份计，所述复合材料包含20份～40份所述生物基树脂基体材料和60份～80份所述碳纤维束，或者，所述复合材料包含30份～50份所述生物基树脂基体材料和50份～70份所述碳纤维编织物。

7.根据权利要求5或者6所述的碳纤维生物基树脂复合材料，其特征在于，所述碳纤维束包含聚丙烯腈基碳纤维束、沥青基碳纤维束、粘胶基碳纤维束和酚醛基碳纤维束中的至少一种；或/和，所述碳纤维编织物包含单向布、正交布和斜纹布中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的碳纤维生物基树脂复合材料，其特征在于，所述碳纤维束的参数条件包括：丝数为2K～60K，长径比为(0.5G～1G)：1，连续长度为4500m～5500m，密度为1.3g/cm³～2.2g/cm³；或/和，所述碳纤维编织物的参数条件包括：厚度为0.05mm～0.8mm，含碳纤维束的直径为1μm～10μm，重量为50g/m²～700g/m²，含碳纤维束的单丝数量为2K～60K。

9.权利要求4至8任一项所述的碳纤维生物基树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括用所述生物基树脂基体材料浸渍所述碳纤维材料制备预浸料的步骤，以及将所述预浸料制备成所述复合材料的步骤。