The invention discloses a carbon fiber reinforced high-strength lightweight composite material and a preparation method thereof. The composite material is composed of the following components by weight: epoxy resin curing agent 100, 100, 30 active diluent 10 30, hollow glass bead 30 150, epoxy grafted carbon fiber 5 30. The preparation method of the invention, the method on the surface of grafted carbon fiber epoxy group was prepared by grafting epoxy carbon fiber, and added to the epoxy resin, curing agent, active diluent, hollow glass bead composites, preparation of high-strength lightweight composite buoyancy materials. The compatibility and dispersion of the carbon fiber and the epoxy resin were improved by grafting epoxy groups on the surface, and the strength of the composite buoyancy material was improved while maintaining a lower density. The carbon fiber reinforced high-strength lightweight composite material prepared by the invention can be applied to the heat preservation field of oil and gas pipelines and the buoyancy material field used in deep sea equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维增强高强轻质复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高强轻质复合材料
,具体涉及一种碳纤维增强高强轻质复合材料及其制备方法。
技术介绍
高强轻质复合材料不仅可以应用于油、气管道保温领域,还可以为海洋开发中的各种装备提供浮力。高强轻质复合材料属于新材料领域。但是在应用过程中,要求高强轻质复合材料本身具有较低的密度和较高的抗压缩强度。但是传统高强轻质复合材料应用于浮力材料领域时,特别是环氧/空心玻璃微珠复合材料应用于海洋开发用浮力材料时,由于空心玻璃微珠的引入会产生一些缺陷导致力学性能的下降。复合材料在压缩情况下常发生开裂或者破坏现象,空心玻璃微珠虽然具有一定的阻止复合材料中开裂蔓延的效果,但效果不大;如果在复合材料中添加一种可以阻止微小开裂继续蔓延的物质,那么就可以大大提高复合材料的力学强度。纤维材料如碳纤维材料在工程应用领域是一种比较好的增强高分子材料的物质,但是碳纤维材料由于本身是碳材料,极性和环氧树脂的极性相差很大,两者的相容性和分散性会出现问题。一方面碳纤维或者说短切碳纤维材料很容易团聚即很难和环氧树脂混合均匀;另外一方面碳纤维和环氧树脂的结合性很差,两者具有很明显的界面,混合后容易产生缺陷,会降低复合材料的力学性能。碳纤维在制备过程中,虽然会引入上浆剂,以改善其与树脂的结合性,但是其上浆剂毕竟和碳纤维本体的结合性较差,无法满足复合浮力材料增强的效果。因此改善碳纤维的表面性能,从而改善其分散性和界面结合性就成为增强环氧复合浮力材料一个比较亟待解决的问题。申请公布号为CN104479297A(申请号为201410810065.2)的中国专利 ...
【技术保护点】
一种碳纤维增强高强轻质复合材料,其特征在于,由以下重量份的组分构成:
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强高强轻质复合材料,其特征在于,由以下重量份的组分构成:2.根据权利要求1所述的碳纤维增强高强轻质复合材料,其特征在于,由以下重量份的组分构成:3.根据权利要求1所述的碳纤维增强高强轻质复合材料,其特征在于,所述的稀释剂为丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、C12-14脂肪缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、1,6-已二醇二缩水甘油醚、环氧丙烷邻甲苯基醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的至少一种。4.根据权利要求1所述的碳纤维增强高强轻质复合材料,其特征在于,所述的空心玻璃微珠的直径为10μm-120μm。5.根据权利要求1~4任一项所述的碳纤维增强高强轻质复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将环氧树脂加入到活性稀释剂中,然后依次加入环氧接枝碳纤维、固化剂、最后加入空心玻璃微珠,混合液超声分散后在旋转脱泡机中混合、脱泡,然后将混合物倒入模具中进行固化,脱模即得碳纤维增强高强轻质复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将短切碳纤维丝束浸入双氧水中,回流处理,得到表面羟基化的碳纤维;(2)将表面羟基化的碳纤维放入乙烯基硅烷偶联剂乙醇溶液中回流得到乙...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑晓谦,陈晓敏,郑京连,陈光剑,金学斌,李颖,
申请(专利权)人:中广核俊尔新材料有限公司,中广核俊尔上海新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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