本發(fā)明涉及提供一種無(wú)鹵高阻燃性樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料的制備方法，具體涉及一種適用于液體成型工藝的無(wú)鹵高阻燃性樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：復(fù)合材料是由基體材料(聚合物材料、金屬、陶瓷)和增強(qiáng)體(纖維、晶須、顆粒)復(fù)合而成的綜合性能優(yōu)異的新型材料，是本世紀(jì)中發(fā)展最迅速的新材料之一。其中碳纖維復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、抗疲勞斷裂性能好、耐腐蝕、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好以及便于大面積整體成形的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防軍工、航空航天、軌道交通、汽車工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料液體成型工藝復(fù)合材料液體成型工藝也稱液體模塑成型技術(shù)(liquidcompositemolding，lcm)是一種近年來(lái)出現(xiàn)的先進(jìn)復(fù)合材料低成本制造技術(shù)。包括真空輔助成型(vacuumassistedresininfusion，vari)、樹(shù)脂傳遞模塑成型(resintransfermolding，rtm)和rtm的衍生工藝真空輔助rtm成型(vacuumassistedresintransfermolding，vartm)、輕質(zhì)rtm成型(light-rtm)、樹(shù)脂膜滲透成型(resinfilminfusion，rfi)等。與其他纖維復(fù)合材料制造技術(shù)相比，lcm作為一種低成本制造技術(shù)得到的越來(lái)越多的重視及應(yīng)用。高性能樹(shù)脂基體作為一種高分子有機(jī)材料，有一致命缺點(diǎn)即易燃，并且燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和煙霧，由此而帶來(lái)的火災(zāi)隱患已成為全球關(guān)注的問(wèn)題。隨著科技的進(jìn)步，人類生活水平的提高，不僅要求材料的性能優(yōu)越，還要求材料環(huán)保無(wú)毒、阻燃性好、并且低煙、低毒，這樣才能更大限度的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此，無(wú)鹵高阻燃性樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料在碳纖維復(fù)合材料的推廣應(yīng)用中顯得尤為重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種液體成型無(wú)鹵低毒高阻燃性能碳纖維復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的具體方案是：一種液體成型無(wú)鹵低毒高阻燃性能碳纖維復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：1)阻燃定型劑粉末制備；2)阻燃定型劑粉末均勻撒置碳纖維織物表面；3)高溫定型；4)織物鋪層定型，液體成型工藝制造。液體成型技術(shù)包括：真空輔助成型、樹(shù)脂傳遞模塑成型和rtm的衍生工藝真空輔助rtm成型、輕質(zhì)rtm成型和樹(shù)脂膜滲透成型方法。在所述步驟1)中，按重量份計(jì)，該阻燃定型劑粉末包括：阻燃劑，5～80重量份；定型劑，20～95重量份。所述的阻燃劑選自：氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、硼酸鋅、鉬酸鋅、八鉬酸銨、聚磷酸銨、三聚氰胺氰尿酸鹽、聚磷酸密胺鹽中的一種或多種。所述的定型劑選自：環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯、pet、pp、pps等一種或多種。所述步驟2)中，阻燃定型劑粉末均勻撒置織物表面的撒粉方式可采用手工，或撒粉設(shè)備撒粉。在所述步驟2)中，阻燃定型劑粉末均勻撒置碳纖維織物表面時(shí)阻燃定型劑的用量為織物面密度的1％～100％。在所述步驟2)中，所選碳纖維織物為斜紋、平紋、緞紋、單向布中的一種或幾種，織物面密度為100～800g/m2。在所述步驟3)中，高溫定型的溫度為：40～250℃。本發(fā)明所述的一種液體成型無(wú)鹵高阻燃性樹(shù)脂基碳纖維復(fù)合材料的制備方法，是將粉末型高效阻燃劑與定型劑混合制成阻燃定型粉末，將其作為阻燃定型劑定型碳纖維織物，可以在解決阻燃性能的同時(shí)達(dá)到定型織物的效果。采用阻燃或者非阻燃樹(shù)脂用液體成型工藝制得的碳纖維復(fù)合材料可達(dá)到更高的阻燃等級(jí)，可達(dá)到德國(guó)阻燃標(biāo)準(zhǔn)din5510-2:2009最高要求，即燃燒性達(dá)到s4，煙密度達(dá)到sr2，熔滴特性st2，煙毒性fed≤1。并且由該方法制得的碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下，但本發(fā)明并不局限在下述實(shí)施例范圍。[實(shí)施例1]方案a將六苯氧環(huán)三磷腈加入雙酚f環(huán)氧及酚醛環(huán)氧混合物中于90±5℃攪拌直至完全溶解，冷卻至室溫后，加入雙酚a雙(二苯基磷酸酯)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)及鄰甲苯基縮水甘油醚攪拌直至混合均勻，最后加入固化劑異弗爾酮二胺，混合均勻，得到樹(shù)脂體系a。樹(shù)脂體系a中各個(gè)組分用量：采用真空導(dǎo)入工藝制備復(fù)合材料板材。增強(qiáng)材料選用面密度為200gsm的碳纖維斜紋織物；按照要求碳纖維織物裁剪后鋪層，鋪放好輔助材料后打真空袋，抽真空并且檢測(cè)真空袋的真空保持率，當(dāng)真空度達(dá)到要求后，進(jìn)行注膠。真空導(dǎo)入完成后，進(jìn)入烘箱按照要求進(jìn)行固化。固化制度為50℃2h+120℃3h，固化時(shí)升溫速度為1～2℃/min。方案b阻燃定型粉末制備：將阻燃劑、定型劑加入混合容器，于25℃下攪拌30～60min，混合均勻。阻燃定型織物制備：將阻燃定型粉末均勻撒置碳纖維織物表面，每平米織物表面撒入25g混合均勻的阻燃定型粉末，將撒好阻燃定型粉末的織物放置與玻璃板或者其他平板模具上，打好真空袋，放入烘箱中于110℃預(yù)定型30min后冷卻，備用。(備注：碳纖維織物：斜紋；面密度為200gsm)阻燃定型粉末中各個(gè)成分用量：選用方案a中阻燃環(huán)氧樹(shù)脂體系a，采用真空導(dǎo)入工藝制備復(fù)合材料板材。增強(qiáng)材料選用面密度為200gsm的斜紋織物；按照要求將阻燃定型碳纖維織物裁剪后鋪層，鋪放好輔助材料后打真空袋，抽真空并且檢測(cè)真空袋的真空保持率，當(dāng)真空度達(dá)到要求后，進(jìn)行注膠。真空導(dǎo)入完成后，進(jìn)入烘箱按照要求進(jìn)行固化。具體固化制度為50℃2h+120℃3h，固化時(shí)升溫速度為1～2℃/min。層壓板阻燃性能如下：層壓板力學(xué)性能：測(cè)試項(xiàng)目單位測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方案a方案b拉伸強(qiáng)度mpaastmd3039900820拉伸模量gpaastmd30396064壓縮強(qiáng)度mpaastmd6641703610壓縮模量gpaastmd66416262層間剪切強(qiáng)度mpaastmd23446558彎曲強(qiáng)度mpaastmd790980910彎曲模量gpaastmd7905557dmatg℃astmd702890100[實(shí)施例2]方案c稱量雙酚f環(huán)氧、鄰甲苯基縮水甘油醚，攪拌直至混合均勻，加入固化劑異弗爾酮二胺，混合均勻，得到樹(shù)脂體系c。樹(shù)脂體系c中各個(gè)成分用量：采用rtm成型工藝制備復(fù)合材料板材。增強(qiáng)材料選用面密度為200gsm的碳纖維斜紋織物；利用環(huán)氧定型劑將織物定型(每平米環(huán)氧定型劑用量為50g)，按照要求將定型好的碳纖維織物裁剪后鋪層，制作預(yù)制體，并按照rtm工藝要求進(jìn)行注膠制板。注膠結(jié)束后，升溫固化。固化制度為50℃2h+120℃3h，升溫速度為1～2℃/min。方案d阻燃定型粉末制備：將鉬酸銨、聚磷酸銨、硼酸鋅、環(huán)氧定型劑加入容器，于25℃下攪拌30～60min，混合均勻。阻燃定型織物制備：利用撒粉設(shè)備均勻撒置碳纖維織物表面，其中每平米碳纖維織物需要撒阻燃定型粉末50g，撒粉后織物經(jīng)過(guò)130℃高溫預(yù)定型，備用。(備注：碳纖維織物：斜紋；面密度為200gsm)阻燃定型粉末各個(gè)成分用量：選用方案c中樹(shù)脂體系c，采用rtm成型工藝制備復(fù)合材料板材。增強(qiáng)材料選用面密度為200gsm的斜紋織物；按照要求將定型好的碳纖維織物裁剪鋪層，制備預(yù)制體，并按照rtm工藝要求進(jìn)行注膠制板。注膠結(jié)束后，升溫固化。固化制度為50℃2h+120℃3h，升溫速度為1～2℃/min。層壓板阻燃性能：類型氧指數(shù)ul94熔滴方案c18——無(wú)方案d27v-0無(wú)層壓板力學(xué)性能：測(cè)試項(xiàng)目單位測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方案c方案d拉伸強(qiáng)度mpaastmd3039960820拉伸模量gpaastmd30396064壓縮強(qiáng)度mpaastmd6641750610壓縮模量gpaastmd66416263層間剪切強(qiáng)度mpaastmd23447060彎曲強(qiáng)度mpaastmd7901002910彎曲模量gpaastmd7905657dmatg℃astmd7028115116當(dāng)前第1頁(yè)12