碳纤维复合材料、其制备方法及碳纤维复合材料板材技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维复合材料、其制备方法及碳纤维复合材料板材。该碳纤维复合材料包括碳纤维复合材料本体，碳纤维复合材料还包括复合过渡层，复合过渡层与碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且热固性树脂的官能度大于等于3。利用上述复合过渡层能够改观其表面结构，增加碳纤维复合材料本体的表面极性，进而提高了碳纤维增强复合材料本体与涂料之间粘合力，易于碳纤维增强复合材料在涂装时的工业化实现。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维复合材料、其制备方法及碳纤维复合材料板材
本专利技术涉及高分子材料
，具体而言，涉及一种碳纤维复合材料、其制备方法及碳纤维复合材料板材。
技术介绍
碳纤维增强复合材料具有比强度和比刚度高，可设计性强，抗疲劳断裂性能好，耐腐蚀，结构尺寸稳定性好，便于大面积整体成形以及特殊的电磁性能等独特的优点，在汽车、航空航天等制造领域发挥越来越重要的作用。然而，现在的碳纤维增强复合材料在涂装时存在附着力差、工业化实现困难等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种碳纤维复合材料、其制备方法及碳纤维复合材料板材，以解决现有技术中碳纤维增强复合材料在涂装时存在附着力差、工业化实现困难的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种碳纤维复合材料，包括碳纤维复合材料本体，碳纤维复合材料还包括复合过渡层，复合过渡层与碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且热固性树脂的官能度大于等于3。进一步地，热固性树脂选自氢化松香树脂、萜烯酚醛树脂、环氧树脂E-35、环氧树脂E-51和环氧树脂E-55中的任一种或多种。进一步地，固化剂选自双酮丙烯酰胺加成物、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任一种或多种。进一步地，按重量份计，复合过渡层的原料包括n1份的热固性树脂和n2份的固化剂，其中，1＜n1＜3，0＜n2＜0.3。进一步地，形成复合过渡层的原料还包括稀释剂和助剂，优选助剂选自氧化锌、石墨、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂中的任一种或多种，优选稀释剂选自乙醇、丙酮、苯甲醇、乙二醇甲醚和乙酸乙酯中的任一种或多种。进一步地，按重量份计，复合过渡层的原料还包括1～16份的稀释剂和0.01～0.1份的助剂。进一步地，复合过渡层的厚度为1～10μm。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种上述的碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：采用包括热固性树脂和固化剂的原料形成预固化产物，热固性树脂的官能度大于等于3；将预固化产物涂布于碳纤维复合材料本体的表面，固化，得到碳纤维复合材料。进一步地，形成预固化产物的步骤包括：将原料加入60～90℃的反应釜内，在搅拌速度为300～800转/min的条件下反应2～5h，得到预固化产物。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种碳纤维复合材料板材，包括碳纤维复合材料以及接触设置于碳纤维复合材料表面的涂层，碳纤维复合材料为上述的碳纤维复合材料，且碳纤维复合材料中的复合过渡层位于碳纤维复合材料本体和涂层之间。应用本专利技术的技术方案，提供了一种包括碳纤维复合材料本体和复合过渡层的碳纤维复合材料，由于该复合过渡层与碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且热固性树脂的官能度大于等于3，从而利用上述复合过渡层能够改观其表面结构，增加碳纤维复合材料本体的表面极性，进而提高了碳纤维增强复合材料本体与涂料之间粘合力，易于碳纤维增强复合材料在涂装时的工业化实现。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中的碳纤维增强复合材料在涂装时存在附着力差、工业化实现困难等问题。本专利技术针对上述问题进行研究，提出了一种碳纤维复合材料，包括碳纤维复合材料本体，碳纤维复合材料还包括复合过渡层，复合过渡层与碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且热固性树脂的官能度大于等于3。本专利技术的上述碳纤维复合材料中由于复合过渡层与碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且热固性树脂的官能度大于等于3，从而利用上述复合过渡层能够改观其表面结构，增加碳纤维复合材料本体的表面极性，进而提高了碳纤维增强复合材料本体与涂料之间粘合力，易于碳纤维增强复合材料在涂装时的工业化实现。在本专利技术的上述碳纤维复合材料中，复合过渡层与所述碳纤维复合材料本体的表面接触设置是指复合过渡层覆盖于碳纤维复合材料本体的至少部分表面；碳纤维复合材料本体是指由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90％的无机高性能纤维层，本领域技术人员可以根据现有技术对上述碳纤维复合材料本体的种类进行合理选取。在本专利技术的上述碳纤维复合材料中，为了有效地改观碳纤维复合材料本体的表面结构，增加碳纤维复合材料本体的表面极性，优选地，形成复合过渡层的热固性树脂选自氢化松香树脂、萜烯酚醛树脂、环氧树脂E-35、环氧树脂E-51和环氧树脂E-55中的任一种或多种。其中，环氧树脂E-35、环氧树脂E-51和环氧树脂E-55为工业环氧树脂型号，分别代表平均环氧值分别为0.35、0.51和0.55的环氧树脂种类，环氧值是鉴别环氧树脂性质的最重要指标，是指每100g树脂中所含环氧基的物质的量数。在本专利技术的上述碳纤维复合材料中，为了实现对热固性树脂的有效固化，优选地，上述固化剂选自选自双酮丙烯酰胺加成物(CH2CHCONHC(CH3)2CH2CNRCH3)、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任一种或多种中的任一种或多种，但并不具有限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对形成复合过渡层的固化剂的种类进行合理选取；并且，优选地，按重量份计，复合过渡层的原料包括n1份的热固性树脂和n2份的固化剂，其中，1＜n1＜3，0＜n2＜0.3。在本专利技术的上述碳纤维复合材料中，优选地，形成复合过渡层的原料还包括稀释剂和助剂，更为优选地，上述助剂选自氧化锌、石墨、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂中的任一种或多种，稀释剂选自乙醇、丙酮、苯甲醇、乙二醇甲醚和乙酸乙酯中的任一种或多种。其中，氧化锌、石墨和纳米二氧化钛主要起增强作用，而硅烷偶联剂水解后起增强及改性作用。为了更为有效地发挥各助剂在形成复合过渡层的过程中的作用，更为优选地，上述稀释剂的重量份为1～16，上述助剂的重量份为0.01～0.1。在本专利技术的上述碳纤维复合材料中，优选地，复合过渡层的厚度为1～10μm。通过将复合过渡层限定在上述优选的参数范围内，能够保证复合过渡层在增强碳纤维增强复合材料本体与涂料之间粘合力的基础上还能够具有较薄的厚度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述的碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维复合材料，包括碳纤维复合材料本体，其特征在于，所述碳纤维复合材料还包括复合过渡层，所述复合过渡层与所述碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成所述复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且所述热固性树脂的官能度大于等于3。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维复合材料，包括碳纤维复合材料本体，其特征在于，所述碳纤维复合材料还包括复合过渡层，所述复合过渡层与所述碳纤维复合材料本体的表面接触设置，形成所述复合过渡层的原料包括热固性树脂和固化剂，且所述热固性树脂的官能度大于等于3。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，所述热固性树脂选自氢化松香树脂、萜烯酚醛树脂、环氧树脂E-35、环氧树脂E-51和环氧树脂E-55中的任一种或多种。3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，所述固化剂选自双酮丙烯酰胺加成物、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的任一种或多种。4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料，其特征在于，按重量份计，所述复合过渡层的原料包括n1份的所述热固性树脂和n2份的所述固化剂，其中，1＜n1＜3，0＜n2＜0.3。5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料，其特征在于，形成所述复合过渡层的原料还包括稀释剂和助剂，优选所述助剂选自氧化锌、石墨、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂中的任一种或多种，优选所述稀释剂选自乙醇、丙酮、苯甲醇、乙二醇甲醚和乙酸乙酯中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏海渤，李丽，赵民，陈旭，张静，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37