本发明专利技术提供了一种苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料及其制备方法，该方法包括：将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维溶于溶剂中，室温超声，蒸掉所述溶剂，进行第一加热，得到熔融混合体系；将熔融混合体系倒入模具中，进行第二加热，真空抽气泡，抽完后进行第三加热，然后固化，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。本发明专利技术提供的苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料相对于不含碳纤维的苯并噁嗪/环氧树脂复合材料，改善了复合材料的热性能和力学性能。
A Benzoxazine / epoxy / carbon fiber composite and its preparation method
The present invention provides a kind of Benzoxazine / epoxy resin / carbon fiber composite material and a preparation method thereof. The method comprises: benzoxazine, epoxy resin and carbon fiber in a solvent at room temperature, ultrasonic, and evaporating the solvent, the first heating by melt mixing will melt mixing system; system into the mold, second heating, vacuum pumping air bubbles, after third heating, and then get the curing of Benzoxazine / epoxy resin / carbon fiber composite material. The Benzoxazine / epoxy resin / carbon fiber composite material has improved the thermal and mechanical properties of the composite material compared with the Benzoxazine / epoxy resin composite material without carbon fiber.
【技术实现步骤摘要】
一种苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料，更具体地，涉及一种苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
苯并噁嗪是一类新型的酚醛树脂，它与普通酚醛树脂的区别在于成型固化过程中没有小分子放出，体积变化率接近为0，并具有良好的分子设计性。苯并噁嗪的制备以酚类、醛类和伯胺类化合物为原料反应制得。苯并噁嗪固化物具有良好的耐热性、耐湿性、机械性能和电气性能，其缺点为固化温度高。由于体积收缩率低、吸湿率低，耐热性能好等优异性能，苯并噁嗪树脂被广泛应用于复合材料基体树脂、电子封装材料和电绝缘材料等领域。但传统的苯并噁嗪树脂也存在脆性较大、加工性能差、交联得到的聚合物分子量较小等，限制了其在工业中的应用。目前苯并噁嗪/环氧树脂体系中随着环氧树脂含量增加，共聚物的耐高温性能受环氧树脂含量的影响较大，热态弯曲强度大幅下降。
技术实现思路
本专利技术提出一种新的苯并噁嗪复合材料的制备方法，以改善苯并噁嗪的热性能和力学性能。本专利技术提供了一种制备苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料的方法，包括：将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维溶于溶剂中，室温超声，蒸掉所述溶剂，进行第一加热，得到熔融混合体系；将所述熔融混合体系倒入模具中，进行第二加热，真空抽气泡，抽完后进行第三加热，然后固化，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。在上述方法中，其中，在得到的所述苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维中，苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维的质量比为40％-60％：35％-55％：0.05％-5％。在上述方法中，其中，所述溶剂为丙酮。在上述方法中，其中，所述室温超声的时间为20-40min。在上述方法中，其中，所述第一加热的温度为60-80℃。在上述方法中，其中，所述第二加热的温度为60-80℃。在上述方法中，其中，所述第三加热的温度为120-140℃。在上述方法中，其中，所述固化的温度为100-250℃。在上述方法中，其中，所述固化的时间为1-3h。本专利技术还提供了一种根据以上方法制备的苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。本专利技术提供的苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料相对于不含碳纤维的苯并噁嗪/环氧树脂复合材料，固化起始温度和固化峰值温度均有所降低，同时保持了相当的初始分解温度和玻璃化转变温度，实现了作为复合材料的更良好的热性能。此外，本专利技术提供的苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料相对于不含碳纤维的苯并噁嗪/环氧树脂复合材料，储能模量有明显的增大，提高了复合材料的力学性能。具体实施方式下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术的实施例提供了制备苯胺型苯并噁嗪的方法，具体包括：先将500ml甲苯溶剂加入到装有冷凝器和搅拌转子的三口烧瓶中，再以1:2:4的摩尔比加入双酚A：苯胺：多聚甲醛，混合均匀后在100℃-120℃油浴中反应2h-4h，反应结束后加入1mol/l的碱溶液搅拌混合，然后倒入分液漏斗中分离出产物，继续用碱液洗，然后用去离子水洗至中性，倒入瓷盘中60℃真空干燥24h，得到白色发淡黄色的固体。但是本领域的实施例不限于此，可以使用其他任何方法制备苯胺型苯并噁嗪。本专利技术的实施例还提供了制备苯胺型苯并噁嗪/双酚A型环氧树脂复合材料的方法，具体包括：将苯胺型苯并噁嗪与双酚A型环氧树脂以一定的比例加热熔融，苯胺型苯并噁嗪与双酚A型环氧树脂的质量比可以为45％-65％：35％-55％，混合均匀后将熔融混合物倒入模具中，放入真空烘箱中加热到60-80℃，真空抽气泡，抽完后加热到120-160℃，开始固化。固化温度为100℃-250℃；固化时间为1-3h。本专利技术的实施例还提供了制备苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料的方法，具体包括：将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以40％-60％：35％-55％：0.05％-5％的质量比溶于丙酮这种溶剂中，室温超声20-40min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到60-80℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到60-80℃，真空抽气泡，抽完后加热到120-140℃，开始固化，其中固化温度为100℃-250℃，固化时间为1-3h。下面以具体的实施例描述苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料的制备。实施例一将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以50％：45％：5％的质量比溶于丙酮中，室温超声30min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到60℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到70℃，真空抽气泡，抽完后加热到120℃，开始固化。固化温度为100℃，固化时间为3h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例二将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以43％：55％：2％的质量比溶于丙酮中，室温超声20min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到80℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到60℃，真空抽气泡，抽完后加热到130℃，开始固化。固化温度为150℃，固化时间为2h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例三将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以60％：38.5％：1.5％的质量比溶于丙酮中，室温超声40min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到70℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到80℃，真空抽气泡，抽完后加热到140℃，开始固化。固化温度为250℃，固化时间为1h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例四将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以49％：50％：1％的质量比溶于丙酮中，室温超声30min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到65℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到75℃，真空抽气泡，抽完后加热到130℃，开始固化。固化温度为200℃，固化时间为2h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例五将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以51％：48.5％：0.5％的质量比溶于丙酮中，室温超声25min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到75℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到75℃，真空抽气泡，抽完后加热到140℃，开始固化。固化温度为180℃，固化时间为2h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例六将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以50％：49.8％：0.2％的质量比溶于丙酮中，室温超声30min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到70℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到70℃，真空抽气泡，抽完后加热到130℃，开始固化。固化温度为150℃，固化时间为3h，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。实施例七将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维以50％：50％：0的质量比溶于丙酮中，室温超声30min，在真空烘箱中蒸掉溶剂，加热到70℃，得到熔融混合体系，再倒入模具中，放入真空烘箱中加热到70℃，真空抽气泡，抽完后加热到130℃，开始固化。固化温度为150℃，固化时间为3h，得到苯并噁嗪/环氧树脂复合材料。利用本领域已知的方法测量以上复合材料的固化起始温度、固化峰值温度、初始分解温度、玻璃化转变温度以及储能模量，以了解以上复合材料的热性能和力学性能。结果如表1所示。表1苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料以及苯并噁嗪/环氧树脂复合材料的的性能参数由表1可知，本专利技术提供的苯并噁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料的方法，其特征在于，包括：将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维溶于溶剂中，室温超声，蒸掉所述溶剂，进行第一加热，得到熔融混合体系；将所述熔融混合体系倒入模具中，进行第二加热，真空抽气泡，抽完后进行第三加热，然后固化，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种制备苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料的方法，其特征在于，包括：将苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维溶于溶剂中，室温超声，蒸掉所述溶剂，进行第一加热，得到熔融混合体系；将所述熔融混合体系倒入模具中，进行第二加热，真空抽气泡，抽完后进行第三加热，然后固化，得到苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维复合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到的所述苯并噁嗪/环氧树脂/碳纤维中，苯并噁嗪、环氧树脂和碳纤维的质量比为40％-60％：35％-55％：0.05％-5％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41
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