[发明专利]高剪切强度改性碳纤维复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了高剪切强度改性碳纤维复合材料的制备方法，包括：将碳纤维、二酚基丙烷环氧树脂、聚偏氟乙烯以及甲基丙烯酸缩水甘油酯干燥，置于预混机中进行混合，得到混合物a；将填料、固化剂、促进剂以及抗氧剂在预混机中进行混合，得到混合物b；待混合物a以及混合物b冷却后，进行两者物理混合，得到混料；将混料加至双螺杆挤出机中，控制双螺杆转速为180‐260r/min，控制各区温度分别为：一区温度为210‐220℃，二区温度为215‐220℃，三区温度为218‐224℃，四区温度为220‐228℃，混合物熔融挤出，过水冷却，造粒，得到粒料。不但拉伸强度高，而且剪断强度也非常理想。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及高剪切强度改性碳纤维复合材料的制备方法。

背景技术

碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维外柔内刚，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

碳纤维复合材料虽然拉伸强度强，但是，剪断强度却非常的弱，这大大影响了其综合性能，限制了其利用的领域。现有的方法中，还未有较好的制备工艺，制备出高剪切强度改性碳纤维复合材料。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了高剪切强度改性碳纤维复合材料的制备方法，本制备方法制备的复合材料解决了碳纤维材料剪断强度低的问题。

高剪切强度改性碳纤维复合材料的制备方法，所述材料由如下按质量组分组成：碳纤维：60-90份，二酚基丙烷环氧树脂：30-50份，聚偏氟乙烯：5-15份，甲基丙烯酸缩水甘油酯：50-70份，填料：10-15份，固化剂：15-25份，促进剂：1-4份，抗氧剂：0.8-1.6份。

优选地，所述材料由如下按质量组分组成：碳纤维：68-76份，二酚基丙烷环氧树脂：36-44份，聚偏氟乙烯：7-12份，甲基丙烯酸缩水甘油酯：54-62份，填料：11-14份，固化剂：17-23份，促进剂：2-3份，抗氧剂：0.9-1.4份。

优选地，所述材料由如下按质量组分组成：碳纤维：72份，二酚基丙烷环氧树脂：42份，聚偏氟乙烯：9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯：57份，填料：13份，固化剂：19份，促进剂：3份，抗氧剂：1.3份。

优选地，所述填料为氧化铝粉、玻璃粉、云母粉、石英粉以及石棉粉中的一种。

优选地，所述填料为石英粉。

优选地，所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺以及二乙氨基丙胺中的一种。

优选地，所述固化剂为三乙烯四胺。

优选地，所述促进剂为氯化亚锡、三氯化铁以及对氯代苯甲酸中的一种。

优选地，所述促进剂为三氯化铁。

优选地，所述抗氧剂为2,6-二-三级丁基-4-甲基酚以及硫代二丙酸双酯的混合物，其质量比为1:1。

本发明的有益效果在于：本复合材料不但拉伸强度高，而且剪断强度也非常理想，同时，也解决了碳纤维材料放置在阳光下时非常易老化，材料会逐渐变白的问题；本制备方法工序较少，条件温和，易操作。

具体实施方式：