一种碳纤维毡层压板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纤维毡层压板，其特征是：该碳纤维毡层压板是一层或一层以上重叠的高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料经热压成型后制得的复合材料，且耐漏电起痕指数≥600V；预浸料是将高强度耐电痕树脂胶黏剂浸渍或喷涂在碳纤维毡上、再经烘焙后所制得的材料；高强度耐电痕树脂胶黏剂由耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份、促进剂0.01～1重量份和溶剂100～130重量份组成；本发明专利技术碳纤维毡层压板产品适用于航空、航天、军工、深潜的各类工程设备、电器设备、耐腐蚀器具及其新能源汽车等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于层压板及其制备，涉及一种碳纤维毡层压板及其制备方法，本专利技术碳纤维毡层压板产品适用于特殊用途(航空、航天、军工、深潜)的各类工程设备、电器设备、耐腐蚀器具及新能源汽车等领域。
技术介绍
碳纤维毡层压板因其各向同性、机械强度高、强度模量高、耐爬电性、不翘曲、不分层等独特的优异性能，可广泛应用于特殊用途(航空、航天、军工、深潜)的各类工程设备、电器设备、耐腐蚀器具及其新能源汽车等领域中，因而对高性能碳纤维毡层压板的需求，尤其是对在高温、高湿、高电流、特高强度环境下使用的碳纤维毡层压板需求也越来越迫切。近年来，对碳纤维的研究较多，但对碳毡制品尤其是碳纤维毡层压板的相关研究极少。碳纤维毡中纤维束蓬松无序、彼此约束力较差，而在特殊用途(航空、航天、军工、深潜)的各类工程设备、电器设备、耐腐蚀器具及其新能源汽车等领域中应用，对碳毡层压板在高电压、高温(尤其是H级及C级以上)、高湿等环境下，不仅要求常态(室温)下达到≥650MPa，特别要求其高温工作条件下达到超高弯曲强度≥350MPa，同时解决其耐漏电起痕性能(PTI≥600V)的要求。现有技术都未能解决这些技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，特别是针对上述现有技术中尚未解决的碳纤维毡层压板在高温(180℃、200℃及以上)下如何保持特高强度(通常指弯曲强度486～506MPa)、同时达到耐漏电起痕指数为600V的问题，提供一种性能良好的碳纤维毡层压板及其制备方法。本专利技术的内容是：一种碳纤维毡层压板，其特征是：该碳纤维毡层压板是一层或一层以上(一般在100层以下)重叠的高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料经热压成型后制得的复合材料，且耐漏电起痕指数≥600V；所述高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料是将高强度耐电痕树脂胶黏剂浸渍或喷涂在碳纤维毡上、再经烘焙后形成的在碳纤维毡上有树脂半固化物的碳纤维毡浸渍材料；所述碳纤维毡为碳纤维短切毡、碳纤维缝编毡、碳纤维表面毡、碳纤维连续毡、以及碳纤维复合毡中的一种或两种以上的混合物；所述高强度耐电痕树脂胶黏剂由耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份、促进剂0.01～1重量份和溶剂100～130重量份组成；所述耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、双环戊二烯或二环二烯与酚醛类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、海因环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、以及对氨基苯酚环氧树脂中的一种或两种的混合物；所述改性酚醛树脂为有机硅改性酚醛树脂、苯并噁嗪改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、以及二苯醚甲醛树脂中的一种或两种的混合物；所述固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷、4,4-二氨基二苯砜、间苯二胺、双氰胺、低分子聚酰胺、以及间苯二甲胺中的一种或两种的混合物；所述无机粉体为氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、蛭石、滑石粉、氮化硼、氧化镁、以及氧化铝中的一种或两种的混合物；所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N,N-二甲基苄胺、三氟化硼乙胺、三乙胺、六甲基四胺、以及乙酰丙酮铝中的一种或两种的混合物；所述溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、丁酮、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、以及乙醇中的一种或两种以上的混合物。本专利技术的内容中：所述高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料中，树脂半固化物的重量百分比较好的为15％～55％、碳纤维毡的重量百分比较好的为45％～85％。本专利技术的内容中：所述高强度耐电痕树脂胶黏剂的制备方法可以是：室温下，在配胶罐中加入耐高温环氧树脂、改性酚醛树脂，在70℃～130℃的温度下搅拌0.5小时～2.5小时后，加入无机粉体、固化剂和溶剂，搅拌0.17小时～1小时，再加入促进剂调整胶液的成型时间，取样，用小刀法测试胶液的成型时间，在180℃热板条件下、当成型时间为440秒～520秒之间时，高强度耐电痕树脂胶黏剂即配制完毕，即制得高强度耐电痕树脂胶黏剂。本专利技术的另一内容是：一种碳纤维毡层压板的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、制备高强度耐电痕树脂胶黏剂：(a)配料：按耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份、促进剂0.01～1重量份和溶剂100～130重量份的重量份组成取各组分原料；所述耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、双环戊二烯或二环二烯与酚醛类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、海因环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、以及对氨基苯酚环氧树脂中的一种或两种的混合物；所述改性酚醛树脂为有机硅改性酚醛树脂、苯并噁嗪改性酚醛树脂硼改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、以及二苯醚甲醛树脂中的一种或两种的混合物；所述固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷、4,4-二氨基二苯砜、间苯二胺、双氰胺、低分子聚酰胺、以及间苯二甲胺中的一种或两种的混合物；所述无机粉体为氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、蛭石、滑石粉、氮化硼、氧化镁、以及氧化铝中的一种或两种的混合物；所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N,N-二甲基苄胺、三氟化硼乙胺、三乙胺、六甲基四胺、以及乙酰丙酮铝中的一种或两种的混合物；所述溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、丁酮、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、以及乙醇中的一种或两种以上的混合物；(b)室温下，在配胶罐中加入耐高温环氧树脂、改性酚醛树脂，在70℃～130℃的温度下搅拌0.5小时～2.5小时后，加入无机粉体、固化剂和溶剂，搅拌0.17小时～1小时，再加入促进剂调整胶液的成型时间，取样，用小刀法测试胶液的成型时间，在180℃热板条件下、当成型时间为440秒～520秒之间时，高强度耐电痕树脂胶黏剂即配制完毕，即制得高强度耐电痕树脂胶黏剂；b、制备高强度耐电痕树脂碳毡预浸料：将碳纤维毡通过卧式上胶机浸渍或喷涂步骤a所述高强度耐电痕树脂胶黏剂，并经过上胶机的烘道预烘，上胶机烘道长24m，分为4段、每段6m，烘焙温度范围在75℃～175℃，上胶机的车速在8～17m/min，即制得高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料；所述碳纤维毡为碳纤维短切毡、碳纤维缝编毡、碳纤维表面毡、碳纤维连续毡、以及碳纤维复合毡中的一种或两种以上的混合物；c、压制碳纤维毡层压板：取高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料，按碳纤维毡层压板工艺要求裁剪成所需尺寸，将该高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料材料一层或一层以上(一般在100层以下)重叠摆放在两面涂有脱模剂的光滑不锈钢钢板上，送入普通热压机或真空热压机，温度控制在145℃～185℃、压力控制在1MPa～30MPa的条件下热压成型，根据成型后碳纤维毡层压板的厚度1mm～150mm，确定热压成型时间在0.5h～50h范本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维毡层压板，其特征是：该碳纤维毡层压板是一层或一层以上重叠的高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料经热压成型后制得的复合材料，且耐漏电起痕指数≥600V；所述高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料是将高强度耐电痕树脂胶黏剂浸渍或喷涂在碳纤维毡上、再经烘焙后形成的在碳纤维毡上有树脂半固化物的碳纤维毡浸渍材料；所述碳纤维毡为碳纤维短切毡、碳纤维缝编毡、碳纤维表面毡、碳纤维连续毡、以及碳纤维复合毡中的一种或两种以上的混合物；所述高强度耐电痕树脂胶黏剂由耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份、促进剂0.01～1重量份和溶剂100～130重量份组成；所述耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、双环戊二烯或二环二烯与酚醛类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、海因环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、以及对氨基苯酚环氧树脂中的一种或两种的混合物；所述改性酚醛树脂为有机硅改性酚醛树脂、苯并噁嗪改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、以及二苯醚甲醛树脂中的一种或两种的混合物；所述固化剂为4,4‑二氨基二苯甲烷、4,4‑二氨基二苯砜、间苯二胺、双氰胺、低分子聚酰胺、以及间苯二甲胺中的一种或两种的混合物；所述无机粉体为氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、蛭石、滑石粉、氮化硼、氧化镁、以及氧化铝中的一种或两种的混合物；所述促进剂为2‑甲基咪唑、2‑乙基‑4‑甲基咪唑、N,N‑二甲基苄胺、三氟化硼乙胺、三乙胺、六甲基四胺、以及乙酰丙酮铝中的一种或两种的混合物；所述溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、丁酮、丙酮、N,N‑二甲基甲酰胺、以及乙醇中的一种或两种以上的混合物。...

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维毡层压板，其特征是：该碳纤维毡层压板是一层或一层以上重叠的高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料经热压成型后制得的复合材料，且耐漏电起痕指数≥600V；所述高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料是将高强度耐电痕树脂胶黏剂浸渍或喷涂在碳纤维毡上、再经烘焙后形成的在碳纤维毡上有树脂半固化物的碳纤维毡浸渍材料；所述碳纤维毡为碳纤维短切毡、碳纤维缝编毡、碳纤维表面毡、碳纤维连续毡、以及碳纤维复合毡中的一种或两种以上的混合物；所述高强度耐电痕树脂胶黏剂由耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份、促进剂0.01～1重量份和溶剂100～130重量份组成；所述耐高温环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、邻甲酚型酚醛环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、双环戊二烯或二环二烯与酚醛类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、海因环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、以及对氨基苯酚环氧树脂中的一种或两种的混合物；所述改性酚醛树脂为有机硅改性酚醛树脂、苯并噁嗪改性酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、以及二苯醚甲醛树脂中的一种或两种的混合物；所述固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷、4,4-二氨基二苯砜、间苯二胺、双氰胺、低分子聚酰胺、以及间苯二甲胺中的一种或两种的混合物；所述无机粉体为氢氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、蒙脱土、蛭石、滑石粉、氮化硼、氧化镁、以及氧化铝中的一种或两种的混合物；所述促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N,N-二甲基苄胺、三氟化硼乙胺、三乙胺、六甲基四胺、以及乙酰丙酮铝中的一种或两种的混合物；所述溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇二甲醚、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚、甲乙酮、环己酮、醋酸甲酯、丁酮、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、以及乙醇中的一种或两种以上的混合物。2.按权利要求1所述的碳纤维毡层压板，其特征是：所述高强度耐电痕树脂碳纤维毡预浸料中，树脂半固化物的重量百分比为15%～55%、碳纤维毡的重量百分比为45%～85%。3.按权利要求1或2所述的碳纤维毡层压板，其特征是：所述高强度耐电痕树脂胶黏剂的制备方法是：室温下，在配胶罐中加入耐高温环氧树脂、改性酚醛树脂，在70℃～130℃的温度下搅拌0.5小时～2.5小时后，加入无机粉体、固化剂和溶剂，搅拌0.17小时～1小时，再加入促进剂调整胶液的成型时间，取样，用小刀法测试胶液的成型时间，在180℃热板条件下、当成型时间为440秒～520秒之间时，高强度耐电痕树脂胶黏剂即配制完毕，即制得高强度耐电痕树脂胶黏剂。4.一种碳纤维毡层压板的制备方法，其特征是包括下列步骤：a、制备高强度耐电痕树脂胶黏剂：(a)配料：按耐高温环氧树脂20～55重量份、改性酚醛树脂25～60重量份、固化剂10～35重量份、无机粉体5～35重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜旻，黄洪驰，彭晓伟，刘锋，邵亚婷，
申请(专利权)人：四川东材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51