[发明专利]一种韧性可控的环氧树脂基复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种韧性可控的环氧树脂基复合材料的制备方法，具体包括：将环氧树脂和热塑性树脂粉末在加热条件下混合，得到环氧树脂基体；将环氧树脂基体降温后加入固化剂混合，得到环氧树脂体系；将环氧树脂体系制备环氧树脂胶膜，涂膜温度控制在80～90℃，胶膜面密度为25～65g/m2；将环氧树脂胶膜与碳纤维在加热加压条件下含浸复合，制备碳纤维热熔预浸料；将碳纤维热熔预浸料与聚酯表面毡热压复合，热压复合温度为80～90℃；将复合后的热熔预浸料进行铺层，并将铺层好的预浸料固化成型，得到环氧树脂基复合材料，本发明通过配方设计、工艺设计及聚酯表面毡的使用使得制备得到的环氧树脂基复合材料具有优异的力学性能、韧性和综合性能，且韧性可控。

技术领域

本发明涉及一种复合材料制备方法，具体涉及一种韧性可控的环氧树脂基复合材料的制备方法，属于环氧树脂基复合材料技术领域。

背景技术

环氧树脂基复合材料由于具有较好的力学性能及耐热性能被广泛应用于航空航天、汽车、造船等领域，其中一些多官能团环氧树脂，由于其交联密度高、复合材料力学性能优异被得到广泛应用。而环氧树脂基复合材料具有脆性大的缺点，复合材料在使用过程中受到冲击容易造成分层，导致复合材料失效。为了提高碳纤维复合材料的抗冲击性能，一般通过提高复合材料韧性来实现，为了提高碳纤维复合材料的抗冲击性能，在复合材料中添加热塑性树脂实现插层增韧是一种较为有效的方法，而热塑性增韧层的形式是需要研究的关键问题。

目前常用的增韧方法有添加热塑性树脂、添加热塑性粒子、热塑性薄膜等方法实现层间增韧。北京航空材料研究院等单位采用热塑性薄膜、撒粉等方式实现层间增韧，北京航空材料研究院针对增韧层的实现形式开展了热塑性薄膜增韧双马、热塑性薄膜增韧环氧等研究，并取得了较好的效果，复合材料的冲击后压缩强度(CAI值)达到250MPa以上。而日本东丽公司的3900-2树脂，采用在树脂中添加热塑性粒子来实现层间增韧，具有热塑性基体在复合材料中比例可控，复合材料韧性可控等优点，但采用热塑性薄膜增韧会带来固化过程中排气苦难等工艺问题。由研究机构采用静电纺丝制备层间增韧薄膜，来实现层间增韧。但静电纺丝制备效率低，一时难以应用于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种韧性可控的环氧树脂基复合材料的制备方法，通过配方设计、工艺设计及聚酯表面毡的使用使得制备得到的环氧树脂基复合材料具有优异的力学性能、韧性和综合性能，且韧性可控。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种韧性可控的环氧树脂基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)、将环氧树脂和热塑性树脂粉末在加热条件下混合，得到环氧树脂基体，混合温度为100～130℃；其中环氧树脂和热塑性树脂粉末的质量比为95:5～70:30；

(2)、将步骤(1)得到的环氧树脂基体降温至60～80℃，加入固化剂混合，得到环氧树脂体系；

(3)、将步骤(2)得到的环氧树脂体系采用热熔涂膜机制备环氧树脂胶膜，涂膜温度控制在80～90℃，胶膜面密度为25～80g/m2；

(4)、将步骤(3)得到的环氧树脂胶膜与碳纤维进行含浸复合，制备碳纤维热熔预浸料，所述碳纤维热熔预浸料的面密度为160～220g/m2；

(5)、将步骤(4)得到的碳纤维热熔预浸料与聚酯表面毡在含浸复合机上热压复合，热压复合温度为80～90℃，含浸辊间距为300～400μm，所述聚酯表面毡的面密度为10～50g/m2；