[发明专利]高强度、中低温快速固化的环氧树脂碳纤维复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度、中低温快速固化的环氧树脂碳纤维复合材料及其制备方法，该制备方法包括：1）将多种环氧树脂加热熔融以制得环氧树脂混合液A；2）将丁腈橡胶与环氧树脂混合液A混合并加热以制得混合液B；3）将催化剂与混合液B混合以形成混合液C；4）将固化剂与混合液C混合以形成混合液D；5）将促进剂与混合液D混合以形成混合液E；6）将混合液E烘烤、涂胶处理以制得胶膜，接着将碳纤维与胶膜复合、热压以制得环氧树脂碳纤维复合材料。该环氧树脂碳纤维复合材料具有优异的固化温度、力学性能和化学稳定性，同时该制备方法具有工序简单、原料易得的优点。

主权项

1.一种高强度、中低温快速固化的环氧树脂碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括：1）将多种环氧树脂加热熔融以制得环氧树脂混合液A；2）将丁腈橡胶与所述环氧树脂混合液A混合并加热以制得混合液B；3）将催化剂与所述混合液B混合以形成混合液C；4）将固化剂与所述混合液C混合以形成混合液D；5）将促进剂与所述混合液D混合以形成混合液E；6）将所述混合液E烘烤、涂胶处理以制得胶膜，接着将碳纤维与所述胶膜复合、热压以制得所述环氧树脂碳纤维复合材料；其中，在步骤1）中，所述加热熔融至少满足以下条件：加热温度为80‑150℃，加热时间为30‑120min；在步骤2）中，所述加热至少满足以下条件：加热温度为105‑115℃，加热时间为10‑60min；在步骤3）中，所述混合至少满足以下条件：先将体系升温至150‑175℃并保温30‑60min，接着降温至55‑75℃；所述催化剂为有机膦类化合物；在步骤4）中，所述混合至少满足以下条件：混合温度为55‑75℃，混合时间为10‑30min；所述固化剂为双氰胺100S、双氰胺DDA5和双氰胺1400F中的一种；在步骤5）中，所述混合至少满足以下条件：混合温度为55‑75℃，混合时间为10‑30min；相对于60‑90重量份的所述环氧树脂，所述丁腈橡胶的用量为5‑15重量份，所述催化剂的用量为0.02‑0.05重量份，所述固化剂的用量为1‑10重量份，所述促进剂的用量为5‑15重量份；所述固化剂和/或促进剂是以与环氧树脂混合成组合物的形式提供，所述固化剂与环氧树脂的重量比为1:1.5‑2.5，所述促进剂与环氧树脂的重量比为1:2‑3；其中，在步骤6）中，所述烘烤至少满足以下条件：烘烤温度为55‑60℃，烘烤时间为30分钟以上；所述涂胶处理的温度为55‑65℃，所述热压的温度为70‑80℃；所述催化剂为三苯基膦；所述促进剂为脲类F‑401和/或咪唑类化合物。