CN116003743A - 一种改性聚双环戊二烯/碳纤维复合材料制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于真空辅助树脂灌注成型工艺的改性PDCPD/碳纤维复合材料制备方法，属于碳纤维增强环氧树脂复合材料技术领域。PDCPD/碳纤维复合材料中含有85.434wt％‑90.05wt％的双环戊二烯，9.905wt％‑14.524wt％的改性剂，0.043wt％‑0.045wt％的催化剂。将改性后的DCPD树脂通过负压注入碳纤维层中浸润，阶段性升温固化，制备复合材料。改性剂的加入能够显著增加DCPD的粘度，操作时间超过30分钟，提高树脂对碳纤维的浸润，适用于真空辅助灌注成型。

Description

一种改性聚双环戊二烯/碳纤维复合材料制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种聚双环戊二烯/碳纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

聚双环戊二烯(PDCPD)是由双环戊二烯(DCPD)开环易位聚合而来的一种高分子树脂材料，其具有高强度、高模量、高抗冲击强度的优异性能。和环氧树脂相比具有反应体系粘度较低、反应速度较快的特点，并且所制得的部件更为轻量化，具有广阔的应用前景。

碳纤维既具有质量轻、强度高且综合性能好的优势，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是作为复合材料中纤维增强的首选材料，能够较好地能够针对目标聚合材料的性能缺陷进行改性。

真空辅助树脂灌注成型工艺(VARI)是树脂传递模塑成型工艺(RTM)基础上发展的一种新型高性能、非热压罐成型的低成本的复合材料大型制件成型工艺。其工艺原理是在真空状态下排除纤维增强体的气体，通过事先设计好的流道，利用树脂的流动、渗透，实现对纤维预制件的浸渍、固化。然而当使用纯DCPD进行灌注时，由于其粘度过稀，易导致缺胶现象发生，影响到碳纤维的浸润。为此，本发明通过VARI工艺制得一种PDCPD碳纤维复合材料，在配方中引入了新组分，增加了DCPD的粘度，提高树脂对碳纤维的浸润，使其适合于VARI工艺，并能提高产品的韧性。

在VARI灌注成型反应过程中，两股物料(双环戊二烯树脂和催化剂溶液)经计量后混合，然后迅速注入模腔，之后发生聚合反应，短时间内固化成型，这就要求物料在混合后能迅速反应，而在混合前反应速率不可太快以保证足够的储存时间。而且采用VARI工艺进行PDCPD和碳纤维复合材料的制备时，灌注需要一定的树脂粘度要求(粘度166～300mpa·s)，才能保证树脂和碳纤维能充分浸润，结合良好。本发明通过加入新的组分提高双环戊二烯的粘度，使其适合于VARI工艺。加入的组分为乙叉降冰片烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，在灌注过程中不会因为树脂粘度过稀而被快速抽走，从而增强了树脂对碳纤维的浸润，提高了DCPD和碳纤维的结合。

发明内容

与现有技术相比，本发明有益之处是：

乙叉降冰片烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入能够显著增加DCPD的粘度，操作时间超过30分钟，有助于碳纤维和DCPD的浸润，提高两者的结合，适用于真空辅助灌注成型。

改性剂

本发明所述改性剂可以选自乙叉降冰片烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或他们的组合。本发明使用的含有乙叉降冰片烯，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的改性剂组合物既能调节粘度，操作时间可控，也不降低产品性能，甚至能增强产品综合性能。

固化剂

本发明所述固化剂可以选自脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类、聚酰胺类、酸酐类、树脂类、叔胺类等，本发明优选酸酐类，具体为甲基纳迪克酸酐。

有机溶剂

本发明所述有机溶剂可以选自二氯甲烷、甲苯、乙醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚等其中任何一种或者几种的组合。

催化剂

本发明所述催化剂为含有卡宾结构的钌化合物，具体催化剂结构为

铺设层数

本发明所述铺设层数与产品的应用领域有关，根据产品性能要求设计计算碳纤维需要的铺层数。本发明实施例中的铺设成数为12层或16层或其他按产品性能需求的层数。

碳纤维布或碳纤维织物

本发明所述碳纤维布或碳纤维织物为20cm×20cm的平纹碳纤维织物，碳纤维布克重为200～400gsm。

可操作时间

本发明所述可操作时间是指树脂凝胶时间，具体为双环戊二烯树脂和催化剂混合后反应，由液体变为凝胶，由于凝胶不能进行灌注操作，所以在液体变成凝胶前的这段时间，被称为可操作时间。操作时间的衡量步骤为：按比例称取DCPD和改性剂的混合均匀溶液，置于恒温水浴中。称取一定量的催化剂粉末，注入1mL的二氯甲烷溶液并摇匀形成均匀的催化剂溶液，随后将催化剂溶液加入到DCPD均匀溶液中进行充分搅拌，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。本发明中的可操作时间为20-40分钟，也可以其中的整数值分钟数，比如32分钟、34分钟、37分钟等等。

真空灌注

本发明实施例和对比例中将改性DCPD树脂与催化剂溶液混合后真空灌注入碳纤维的过程，有树脂收集器，多余的树脂会进入收集器，一般真空灌注先计算树脂用量，灌注过程中，当树脂抵达树脂收集器时，关闭进料口，完成灌注。

阶段性升温固化

本发明实施例和对比例中的阶段性升温固化的含义为，先升温保持一定时间后再继续升温保持一定的时间，如此至本发明所述的固化步骤完成。具体可以理解为，先升温至60℃保持0.5小时，后再次升温至140℃，保持1小时至固化完成。

本发明制备高碳纤维/DCPD复合材料的方法为：将双环戊二烯树脂和乙叉降冰片烯、SBS嵌段共聚物加入到DCPD单体中，混合均匀，与催化剂溶液混合，再通过真空辅助灌注成型将改性树脂注入碳纤维中，制备机械性能优异的PDCPD/碳纤维复合材料。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

A1，将双环戊二烯和改性剂充分混合，配制成均一溶液，得到改性双环戊二烯树脂；

A2，先将催化剂溶解在有机溶剂中，待其完全溶解后，备用；

A3，将A1配置的改性双环戊二烯树脂与A2配置的催化剂溶液进行混合，减压抽真空去掉有机溶剂至无气泡冒出时，得到灌注溶液；

A4，在平板玻璃上铺贴数张20cm×20cm的平纹碳纤维织物，在碳纤维织物上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维织物,导流网覆盖一半碳纤维织物，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空后，将A3配置的溶液灌注入封袋中，当树脂抵达树脂收集器时，完成灌注，阶段性升温固化，待固化完全后，脱模，取出聚双环戊二烯/碳纤维复合材料。

在一些优选的实施方案中，所述聚双环戊二烯/碳纤维复合材料中含有85.434wt％-90.05wt％的双环戊二烯，9.905wt％-14.524wt％的改性剂，0.043wt％-0.045wt％的催化剂。

在本发明的一些实施方式中，所述改性剂为乙叉降冰片烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的组合。

在本发明的一些实施方式中，所述改性剂为乙叉降冰片烯苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中一种或其组合。在一个具体的实施方式中，所述聚双环戊二烯/碳纤维复合材料中含有4.272wt％-8.846wt％的乙叉降冰片烯、2.654wt％-10.252wt％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

在本发明的一些实施方式中，步骤A1中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子结构式为

S与B的比值为30/70～40/60,分子量为10万～30万。

在本发明的一些实施方式中，所述催化剂为具有卡宾结构的钌化合物，结构为

在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯、乙醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚等其中任何一种或者几种的组合。

在本发明的一些实施方式中，步骤A3中，减压抽真空料温为20～30℃。

在本发明的一些实施方式中，步骤A4中，所述碳纤维织物结构为平纹、斜纹和缎纹中的一种，克重为200～400gsm。

在本发明的一些实施方式中，步骤A3中，改性双环戊二烯树脂与催化剂溶液的搅拌混合，料温为20℃～30℃，混合时间30～60秒。

在本发明的一些实施方式中，步骤A3中，所述改性双环戊二烯树脂和催化剂溶液混合后在20℃～30℃环境温度下的粘度为200～300mpa·s，可操作性时间为20～40分钟。

在本发明的一些实施方式中，步骤A3中，所述抽真空度为-0.09MPa～-0.07MPa。

在本发明的一些实施方式中，步骤A3中，所述阶段性升温固化为，60℃,0.5小时，140℃，1小时。

在本发明的一些实施方式中，通过上述步骤获得的聚双环戊二烯/碳纤维复合材料。该复合材料的拉伸强度为494-516Mpa，弯曲强度为394-411Mpa，层间剪切强度为25-42Mpa。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

以下实施例中采用的原料和实验设备的规格和厂家如下：

实施例1

(1)将100质量份DCPD，5质量份乙叉降冰片烯，2质量份SBS，配置成均匀溶液。

(2)将0.05份钌卡宾催化剂，溶解在1ml二氯甲烷中，获得催化剂溶液。

(3)将(1)和(2)配置的溶液进行混合，搅拌均匀，在30℃下混合40秒，再减压抽真空，待溶液表面不再由有气泡后，得到灌注溶液。

(3)在平板玻璃上铺贴大小为20cm乘以20cm的平纹碳纤维织物16层，在碳纤维上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维,导流网覆盖一半碳纤维，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空至低于-0.07MPa后，将(3)中配置的灌注溶液灌注入封袋中，按照60℃0.5小时，140℃1小时进行升温固化。

测试例1粘度测定

将实施例1(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进行混合40秒后得到混合溶液，然后倒入博勒飞Brookfield仪器仪表有限公司生产的旋转粘度计DV2T的旋转粘度测试槽内，选择2号转子，连接旋转粘度计，设定转速不超过量程的70％，即在6转/分钟的转速下测定粘度。设定实验温度为25℃，设定时间为60min，每隔2min记录一次。测定混合后溶液的粘度为166mpa·s。

测试例2可操作时间的衡量

将实施例1(1)中配置的DCPD均匀溶液，置于恒温水浴中，料温为30℃。称取一定量的实施例1(2)中配置的催化剂溶液，开启搅拌，将催化剂的溶液加入到的性双环戊二烯树脂溶液中，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。测定实施例1(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下得到混合溶液的可操作时间为32分钟。

实施例2

(1)将100质量份DCPD，5质量份乙叉降冰片烯，4质量份SBS，配置成均匀溶液。

(2)将0.05份钌卡宾催化剂，溶解在1ml二氯甲烷中，获得催化剂溶液。

(3)将(1)和(2)配置的溶液进行混合，搅拌均匀，在30℃下混合40s，再减压抽真空，待溶液表面不再由有气泡后，得到灌注溶液。

(4)在平板玻璃上铺贴大小为20cm乘以20cm的平纹碳纤维织物16层，在碳纤维上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维,导流网覆盖一半碳纤维，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空至低于-0.07MPa后，将(3)中配置的灌注溶液灌注入封袋中，按照60℃0.5小时，140℃1小时进行升温固化。

测试例3粘度测定

将实施例2(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进行混合40秒后得到混合溶液，然后倒入博勒飞Brookfield仪器仪表有限公司生产的旋转粘度计DV2T的旋转粘度测试槽内，选择2号转子，连接旋转粘度计，设定转速不超过量程的70％，即在6转/分钟的转速下测定粘度。设定实验温度为25℃，设定时间为60min，每隔2min记录一次。测定混合后溶液的粘度为223mpa·s。

测试例4可操作时间的衡量

将实施例2(1)中配置的DCPD均匀溶液，置于恒温水浴中，料温为30℃。称取一定量的实施例2(2)中配置的催化剂溶液，开启搅拌，将催化剂的溶液加入到的性双环戊二烯树脂溶液中，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。测定实施例2(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下得到混合溶液的可操作时间为34分钟。

实施例3

(1)将100质量份DCPD，5质量份乙叉降冰片烯，5质量份SBS，配置成均匀溶液。

(2)将0.05质量份钌卡宾催化剂，溶解在1ml二氯甲烷中，获得催化剂溶液。

(3)将(1)和(2)配置的溶液进行混合，搅拌均匀，在30℃下混合40s，再减压抽真空，待溶液表面不再由有气泡后，得到灌注溶液。

(4)在平板玻璃上铺贴大小为20cm乘以20cm的平纹碳纤维织物16层，在碳纤维上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维,导流网覆盖一半碳纤维，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空至低于-0.07MPa后，将(3)中配置的灌注溶液灌注入封袋中，按照60℃0.5小时，140℃1小时进行升温固化。

测试例5粘度测定

将实施例3(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进行混合40秒后得到混合溶液，然后倒入博勒飞Brookfield仪器仪表有限公司生产的旋转粘度计DV2T的旋转粘度测试槽内，选择2号转子，连接旋转粘度计，设定转速不超过量程的70％，即在6转/分钟的转速下测定粘度。设定实验温度为25℃，设定时间为60min，每隔2min记录一次。测定混合后溶液的粘度为285mpa·s。

测试例6可操作时间的衡量

将实施例3(1)中配置的DCPD均匀溶液，置于恒温水浴中，料温为30℃。称取一定量的实施例3(2)中配置的催化剂溶液，开启搅拌，将催化剂的溶液加入到的性双环戊二烯树脂溶液中，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。测定实施例3(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下得到混合溶液的可操作时间为37分钟。

对比例1

(1)将100份DCPD，5份乙叉降冰片烯，配置成均匀溶液。

(2)将0.05份钌卡宾催化剂，溶解在1ml二氯甲烷中，获得催化剂溶液。

(3)将(1)和(2)配置的溶液进行混合，搅拌均匀，在30℃下混合40s，再减压抽真空，待溶液表面不再由有气泡后，得到灌注溶液。

(4)在平板玻璃上铺贴大小为20cm乘以20cm的平纹碳纤维织物16层，在碳纤维上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维,导流网覆盖一半碳纤维，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空至低于-0.07MPa后，将(3)中配置的灌注溶液灌注入封袋中，按照60℃0.5小时，140℃1小时进行升温固化。

测试例7粘度测定

将对比例1(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进行混合40秒后得对比到混合溶液，然后倒入博勒飞Brookfield仪器仪表有限公司生产的旋转粘度计DV2T的旋转粘度测试槽内，选择2号转子，连接旋转粘度计，设定转速不超过量程的70％，即在6转/分钟的转速下测定粘度。设定实验温度为25℃，设定时间为60min，每隔2min记录一次。测定混合后溶液的粘度为82mpa·s。

测试例8可操作时间的衡量

将对比例1(1)中配置的DCPD均匀溶液，置于恒温水浴中，料温为30℃。称取一定量的对比例1(2)中配置的催化剂溶液，开启搅拌，将催化剂的溶液加入到的性双环戊二烯树脂溶液中，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。测定对比例1(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进得到混合溶液的可操作时间为21分钟。

对比例2

(1)将100质量份DCPD，5质量份乙叉降冰片烯，10质量份SBS，配置成均匀溶液。

(2)将0.05质量份钌卡宾催化剂，溶解在1ml二氯甲烷中，获得催化剂溶液。(3)将(1)和(2)配置的溶液进行混合，搅拌均匀，在30℃下混合40s，再减压抽真空，待溶液表面不再由有气泡后，得到灌注溶液。

(4)在平板玻璃上铺贴大小为20cm乘以20cm的平纹碳纤维织物16层，在碳纤维上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维,导流网覆盖一半碳纤维，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空至低于-0.07MPa后，将(3)中配置的灌注溶液灌注入封袋中，按照60℃0.5小时，140℃1小时进行升温固化。

测试例9粘度测定

将对比例2(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下进行混合40秒后得到混合溶液，然后倒入博勒飞Brookfield仪器仪表有限公司生产的旋转粘度计DV2T的旋转粘度测试槽内，选择2号转子，连接旋转粘度计，设定转速不超过量程的70％，即在6转/分钟的转速下测定粘度。设定实验温度为25℃，设定时间为60min，每隔2min记录一次。测定混合后溶液的粘度为630mpa·s。

测试例10可操作时间的衡量

将对比例2(1)中配置的DCPD均匀溶液，置于恒温水浴中，料温为30℃。称取一定量的对比例2(2)中配置的催化剂溶液，开启搅拌，将催化剂的溶液加入到的性双环戊二烯树脂溶液中，每隔30s观察，用玻璃棒试验试样流动情况，直至出现拉丝状态时，停止秒表，试样从放入到结束时所用时间即为可操作时间。测定对比例2(1)中配置的DCPD均匀溶液与(2)中配置的催化剂溶液在30℃下得到混合溶液的可操作时间为38分钟。

综上，由测试例1-10可以看到，由于实施例1-3添加了改性剂，使得双环戊二烯树脂与催化剂溶液的混合溶液的粘度与对比例1未添加改性剂的双环戊二烯树脂与催化剂的混合溶液的粘度提升至利于真空辅助灌注成型工艺的操作，可操作时间也相较于对比例1有大幅增加，提到了真空辅助灌注成型工艺实际可操作性，利于给工业化。

如下表所示相较于对比例2，添加剂过量SBS会导致粘度大幅增加，不适合于真空灌注工艺，由于实施例1-3添加了适当的改性剂，使得整体的粘度处于166～300mpa·s，同时也使得可操作时间趋于合理化，从而有利于真空辅助灌注成型工艺实际推广使用。

测试例11复合材料的拉伸性能测试

将实施例1-3和对比例1-2制备的复合材料，按相应的测试标准进行切割制作成测试样条，并测试其性能。

拉伸性能根据ASTM D3039进行测试，该厚度下样品所需10层碳纤维平纹布。成型后切割成250mm×25mm×1mm的尺寸，两端粘有加强片(38mm×25mm)，并根据ASTM D3039中详细的操作步骤进行测试。试验在Instron万能试验机上进行，试验速度为1mm/min。每组至少测试5根样条，并求平均值。

实施例1-3中SBS的含量分别为2、4、5质量份，比较例1中不含SBS，比较例2中含10质量份的SBS。相比较，对比例1中，DCPD树脂粘度在25℃下只有82mPa·S，粘度太低会造成树脂还未完全浸润增强纤维就会由于超高的流动性而被抽走，而实施例1-3中，SBS的加入提高了树脂的粘度，满足真空辅助灌注成型VARI工艺对树脂的粘度要求，有助于PDCPD树脂与碳纤维的浸润，PDCPD与碳纤维结合较好，所以复合材料的拉伸性能提高了。但是随着SBS含量进一步上升，树脂粘度超过了最佳粘度范围，混合液料粘度过大，催化剂在料液中活动空间小，在一定程度上减小了料液与催化剂的接触概率，降低了交联度，导致拉伸性能下降，对比例2的拉伸强度只有364MPa。

测试例12复合材料的弯曲性能测试

将实施例1-3和对比例1-2制备的复合材料，按照测试标准进行切割制作成测试样条，并测试其性能。

根据ASTM D7264，采用三点加载法测定了层合板的弯曲性能。将复合材料层合板切割成155mm×13mm×4mm的尺寸，根据标准厚度所需编织布的层数约为16层。使用Instron万能试验机，以1mm/min的试验速度，每组至少测试5根样条，并求平均值。

实施例1-3中SBS的含量分别为2、4、5质量份，比较例1中不含SBS，比较例2中含10质量份的SBS。相比较，对比例1中，DCPD树脂粘度在25℃下只有82mPa·S，粘度太低会造成树脂还未完全浸润增强纤维就会由于超高的流动性而被抽走，而实施例中，SBS的加入提高了树脂的粘度，满足VARI工艺对树脂的粘度要求，有助于PDCPD树脂与碳纤维的浸润，PDCPD与碳纤维结合较好，所以复合材料的弯曲性能提高了。但是随着SBS含量进一步上升，树脂粘度超过了最佳粘度范围，混合液料粘度过大，催化剂在料液中活动空间小，在一定程度上减小了料液与催化剂的接触概率，降低了交联度，导致弯曲性能下降，对比例2的弯曲强度只有321Mpa。

测试例13复合材料的层间剪切性能测试

将实施例1-3和对比例1-2制备的复合材料，按测试标准进行切割制作成测试样条，并测试其性能。

根据ASTM D2344标准的短梁剪切(SBS)试验方法，使用Instron万能试验机，以1mm/min的试验速度，测量了层合板的层间剪切强度(ILSS)。试样的平均尺寸为25mm×8mm×4mm。使用Instron万能试验机，以1mm/min的试验速度，每组至少测试5根样条，并求平均值。

实施例1-3中SBS的含量分别为2、4、5质量份，比较例1中不含SBS，比较例2中含10质量份的SBS。相比较，对比例1中，DCPD树脂粘度在25℃下只有82mPa·S，粘度太低会造成树脂还未完全浸润增强纤维就会由于超高的流动性而被抽走，而实施例中，SBS的加入提高了树脂的粘度，满足VARI工艺对树脂的粘度要求，有助于PDCPD树脂与碳纤维的浸润，PDCPD与碳纤维结合较好，所以复合材料的层间剪切性能提高了。但是随着SBS含量进一步上升，树脂粘度超过了最佳粘度范围，混合液料粘度过大，催化剂在料液中活动空间小，在一定程度上减小了料液与催化剂的接触概率，降低了树脂的交联度，导致层间剪切性能下降，对比例2的层间剪切强度只有18MPa。

Claims (17)

1.一种聚双环戊二烯/碳纤维复合材料制备方法，包括以下步骤：

A1，将双环戊二烯和改性剂充分混合，配制成均一溶液，得到改性双环戊二烯树脂；

A2，先将催化剂溶解在有机溶剂中，待其完全溶解后，备用；

A3，将A1配置的改性双环戊二烯树脂与A2配置的催化剂溶液进行混合，减压抽真空去掉有机溶剂至无气泡冒出时，得到灌注溶液；

A4，在平板玻璃上铺贴数层20cm×20cm的平纹碳纤维织物，在碳纤维织物上部铺贴脱模布和导流网,其中脱模布完全覆盖碳纤维织物,导流网覆盖一半碳纤维织物，在导流网上部分段放置缠绕管用于注胶,在碳纤维两侧放置抽气管后封袋，抽真空后，将A3配置的溶液灌注入封袋中，当树脂抵达树脂收集器时，完成灌注，阶段性升温固化，待固化完全后，脱模，取出聚双环戊二烯/碳纤维复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚双环戊二烯/碳纤维复合材料中含有85.434wt％-90.05wt％的双环戊二烯，9.905wt％-14.524wt％的改性剂，0.043wt％-0.045wt％的催化剂。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述改性剂为乙叉降冰片烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的组合。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚双环戊二烯/碳纤维复合材料中含有4.272wt％-8.846wt％的乙叉降冰片烯、2.654wt％-10.252wt％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。

5.如权利3所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分子结构式为`

S与B的比值为30/70～40/60,分子量为10万～30万。

6.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A2中，所述催化剂为具有卡宾结构的钌化合物，结构为

7.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A2中，所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯、乙醚、四氢呋喃、甲基叔丁基醚等其中任何一种或者几种的组合。

8.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中，减压抽真空料温为20～30℃。

9.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，所述碳纤维织物克重为200～400gsm。

10.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，改性双环戊二烯树脂与催化剂溶液的搅拌混合，料温为20℃～30℃，混合时间30～60秒。

11.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，所述改性双环戊二烯树脂和催化剂溶液混合后在20℃～30℃环境温度下的粘度为166-300mpa·s，可操作性时间为20～40分钟。

12.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，所述抽真空度为-0.09MPa～-0.07MPa。

13.如权利1所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，所述阶段性升温固化为，60℃,0.5小时，140℃，1小时。

14.一种聚双环戊二烯/碳纤维复合材料，通过如权利要求1-13所述的制备方法获得。

15.如权利要求14所述的复合材料的拉伸强度为494-516Mpa。

16.如权利要求14所述的复合材料的弯曲强度为394-411Mpa。

17.如权利要求14所述的复合材料的层间剪切强度为25-42Mpa。