本發(fā)明涉及一種預浸料，尤其涉及一種碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料。

背景技術：

碳纖維是一種具有很高強度和模量的耐高溫纖維，為化纖的高端品種。它是同時具有碳素材料的結(jié)構特性和纖維材料特征的高性能纖維，碳纖維復合材料由于其優(yōu)良的物理性能在航空航天、建筑、汽車工業(yè)等領域得到了廣泛的使用和發(fā)展。

預浸料制備是獲得碳纖維復合材料的常用方法，其中，碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料是制備碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料的中間產(chǎn)物。它的力學性能將直接影響碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料的力學性能。在過去很長一段時間，預浸料由于其成本高未得到大量生產(chǎn)和發(fā)展，我國在碳纖維的生產(chǎn)和研發(fā)都處于較低水平，碳纖維常年依靠進口，預浸料的浸潤性不夠理想，直接影響其固化后的耐高溫性能和強度。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題中的不足之處，本發(fā)明提供了一種碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，具體由下列質(zhì)量比的組分組成：

環(huán)氧樹脂混合物80％-90％、固化劑5％-10％以及促進劑5％-10％；

環(huán)氧樹脂混合物由酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂組成，酚醛樹脂占環(huán)氧樹脂混合物的總比例為50％以上；

環(huán)氧樹脂選取雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂其中的任一種；

固化劑與促進劑的比例為1：1到2：1之間；

固化劑為胺類固化劑或者為二氨基二苯砜；

促進劑選取脲衍生物、咪唑類化合物的衍生物其中的任一種或兩種的組合。

其中，胺類固化劑為芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺其中的任一種。

脲衍生物為二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亞苯基-二苯基-雙二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一種。

咪唑類化合物的衍生物為1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水楊酸鹽、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽其中的任一種。

本發(fā)明提供的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其樹脂混合物和纖維之間具有良好的浸潤性，該預浸料固化后，具有很好耐高溫性能和強度。

具體實施方式

本發(fā)明提供的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料由下列質(zhì)量比的組分組成：環(huán)氧樹脂混合物80％-90％、固化劑5％-10％以及促進劑5％-10％；

其中，環(huán)氧樹脂混合物由酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂組成，酚醛樹脂占環(huán)氧樹脂混合物的總比例為50％以上；環(huán)氧樹脂選取雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂其中的任一種；

固化劑與促進劑的比例為1：1到2：1之間；

固化劑為胺類固化劑或者為二氨基二苯砜；其中，胺類固化劑可以為芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺其中的任一種。

促進劑選取脲衍生物、咪唑類化合物的衍生物其中的任一種或兩種的組合(即本發(fā)明的促進劑可以單獨使用其中的一種，或者采取兩種衍生物的搭配組合)。

脲衍生物為二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亞苯基-二苯基-雙二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一種。

咪唑類化合物的衍生物為1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水楊酸鹽、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽其中的任一種。

本發(fā)明所用到的固化劑選取原則：一般固化劑只要能夠使環(huán)氧樹脂固化即可作為固化劑，優(yōu)先選用胺類固化劑例如雙氰胺用作環(huán)氧樹脂的固化劑，此外二氨基二苯砜等芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺等、以及它們的異構體、改性體都可以采用，并不局限于本實施例提供的具體組合物。

下面結(jié)合具體實施例說明本發(fā)明組合配比后得到的預浸料的各項參數(shù)數(shù)值。

實施例一：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為90％(其中，酚醛樹脂為50％，雙酚A環(huán)氧樹脂為40％)、固化劑(雙氰胺為5％)、促進劑(二甲基苯基脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為266℃，拉伸強度為65.7GPa，拉伸模量為3.1GPa，延伸率為5.5％。

實施例二：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為90％(其中，酚醛樹脂為60％，雙酚A環(huán)氧樹脂為30％)、固化劑(芳香胺為5％)、促進劑(二甲基咪唑脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為262℃，拉伸強度為67.1GPa，拉伸模量為2.9GPa，延伸率為5.2％。

實施例三：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為85％(其中，酚醛樹脂為50％，雙酚F型環(huán)氧樹脂為35％)、固化劑(雙氰胺為10％)、促進劑(亞苯基-二苯基-雙二甲脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為269℃，拉伸強度為65.9GPa，拉伸模量為3.2GPa，延伸率為5.4％。

實施例四：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為87.5％(其中，酚醛樹脂為53％，多酚型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂為34.5％)、固化劑(脂肪胺為7.5％)、促進劑(3-苯基-1，1-二甲脲為5％)。

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為265℃，拉伸強度為64GPa，拉伸模量為3.3GPa，延伸率為4.9％。

實施例五：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為87.5％(其中，酚醛樹脂為57.5％，雙酚S型環(huán)氧樹脂為30％)、固化劑(雙氰胺為7.5％)、促進劑(二甲基苯基脲為3％、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽為2％)。

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為270℃，拉伸強度為65.3GPa，拉伸模量為3.2GPa，延伸率為5.3％。

實施例六：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為85％(其中，酚醛樹脂為52％，縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂為33％)、固化劑(含硫尿素胺為7.5％)、促進劑(亞苯基-二苯基-雙二甲脲為4％、2-甲基咪唑-水楊酸鹽為3.5％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為269℃，拉伸強度為65.8GPa，拉伸模量為3.3GPa，延伸率為5.2％。

實施例七：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為80％(其中，酚醛樹脂為50％，脂肪族縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂為30％)、固化劑(脂肪胺為12％)、促進劑(二甲基咪唑脲為6％、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽為2％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為265℃，拉伸強度為68.2GPa，拉伸模量為3.2GPa，，延伸率為5.5％。

實施例八：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為82％(其中，酚醛樹脂為53％，縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂為29％)、固化劑(雙氰胺為10％)、促進劑(1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物為8％)；

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為268℃，拉伸強度為65.1GPa，拉伸模量為3.3GPa，，延伸率為5％。

實施例九：

按質(zhì)量比，環(huán)氧樹脂混合物為86％(其中，酚醛樹脂為56％，雙酚A環(huán)氧樹脂為30％)、固化劑(二氨基二苯砜為7％)、促進劑(2-甲基咪唑-水楊酸鹽為7％)。

上述組合物形成的碳纖維環(huán)氧樹脂預浸料，其Tg點為263℃，拉伸強度為66.2GPa，拉伸模量為2.9GPa，延伸率為5.2％

本發(fā)明上述實施例得到的預浸料固化后，材料Tg點均大于260℃，單位面積纖維重量從20-100g/m2不等。

上述實施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發(fā)明的技術方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護范圍。