一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂、制备及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，包括由30%~60%的环氧树脂体系和10%~30%的不饱和树脂体系，2%~5%的增韧剂，3%~5%内脱模剂，5%~10%的活性稀释剂，3%~8%的短切导电纤维。本发明专利技术可用于电磁屏蔽碳纤维复合材料拉挤成型中对于树脂体系满足工艺要求的反应黏度低、活性高，强度好的需求，并能利用树脂体系内的纤维导电增强剂补充单独由增强纤维提高材料电磁性能的不足。通过优选本发明专利技术树脂各组合，结合拉挤电磁屏蔽碳纤维板材，实现了在150KHz~18GHz屏蔽效能下大于40dB的效果。同时由于树脂中纤维类导电增强剂的特殊性，本发明专利技术提供了一种使用该树脂体系的拉挤工艺方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂、制备及使用方法
本专利技术涉及电磁屏蔽材料领域和先进复合材料
，更具体而言，涉及一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂、制备及使用方法。
技术介绍
随着电磁屏蔽领域对于各类防护装备减重的要求越来越严苛，新材料在各类屏蔽产品的应用也逐渐增加，但目前研究较多的是轻量化的金属合金材料。而以碳纤维复合材料为代表的先进复合材料，受电性能的影响，限制了其在该领域的发展。如何能将具有优异力学性能和更低密度的新材料应用于减重和电磁防护领域，已经成为关注的重点。目前基于碳纤维复合材料电磁屏蔽能力强化的处理方式主要有三类：一为复合材料树脂基体内部填充导电颗粒、纤维等方式增加复合材料导电性能；二为复合材料表面利用化学镀、电镀、气相沉积等方式增加表面导电性能；三为利用导电纤维、导电金属网、金属薄膜等作为复合材料铺层增强其内部层间导电性能。拉挤成型工艺作为复合材料产品制作的一个重要工艺方法，具有生产效率高，产品连续性好的优点。如何结合拉挤成型工艺和电磁屏蔽复合材料设计的特点是实现拉挤电磁屏蔽碳纤维复合材料产品的关键。并且设计满足上述工艺设计方法的树脂体系是保障拉挤电磁屏蔽碳纤维复合材料产品的一个重要研究方向。而目前用于电磁屏蔽领域的拉挤树脂研究较少，满足拉挤工艺对树脂体系粘度低、活性高、性能优且具有电磁性能补偿的拉挤树脂尚无报道。中国专利技术专利申请CN110951369A公开了一种用于电磁屏蔽的涂料、制备方法及使用方法。该专利技术的屏蔽涂料树脂体系采用由聚氨酯树脂、聚酯树脂酚醛树脂、环氧树脂等组成的有机载体和石墨烯、片状银包铜粉组成的导电填料组成。该体系的优选方案实现了60dB的屏蔽效果。中国专利技术专利申请CN104448243A公开了一种无溶剂耐高温改性环氧体系拉挤树脂及其制备方法。该专利技术的拉挤树脂由环氧树脂、活性稀释剂、固化剂、促进剂组成，适用于碳纤维、玻璃纤维增强的拉挤复合材料的制造生产。
技术实现思路
为了克服现有技术中所存在的不足，本专利技术提供一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂、制备及使用方法，主要用于拉挤成型工艺的电磁屏蔽碳纤维产品，可延伸用于屏蔽舱、屏蔽机箱蒙皮、壁板等部位起到减重、电磁屏蔽的功效。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，由以下质量百分比的组分配制而成：30%-60%的环氧树脂体系、10%-30%的不饱和树脂体系、2%-5%的增韧剂、3%-5%内脱模剂、5%-10%的活性稀释剂、3%-8%的短切导电纤维；所述环氧树脂体系包含环氧树脂与对应固化剂，所述不饱和树脂体系包含不饱和树脂与对应固化剂。通过不饱和树脂组分调节树脂体系黏度，利用不饱和树脂活性高的特点，利用固化热促进环氧组分固化。进一步地，所述增韧剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、端羧基液体丁腈橡胶、聚氨酯中的任意一种或组合。通过增韧剂达到产品对冲击强度的要求。进一步地，所述活性稀释剂为1,4-丁内酯、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或组合。通过活性稀释剂达到树脂体系黏度的要求。进一步地，所述短切导电纤维为镀镍碳纤维、不锈钢纤维、磁性纳米改性氧化锌晶须、镀镍碳纳米管中的任意一种或组合。利用固化后树脂内部导电纤维形成的空间网络起到电磁屏蔽和电性能补偿的作用，在碳纤维拉挤制品中与连续纤维能形成更丰富的空间导电网络。进一步地，所述短切导电纤维为长度低于1mm的导电导磁性纤维。一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将环氧树脂体系、不饱和树脂体系、内脱模剂按质量百分比组分，依次添加，使用高速搅拌机分散5min-10min，制得复合树脂体系；S2、将增韧剂、活性稀释剂按质量百分比添加至S1中复合树脂体系，使用高速搅拌机分散5min-10min，制得低粘度复合树脂体系；S3、将短切导电纤维按质量百分比添加至S2中低粘度复合树脂体系，使用高速搅拌机分散30min制得复合树脂体系，得到拉挤电磁屏蔽碳纤维复合材料树脂。一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂的使用方法，将拉挤碳纤维复合材料树脂置于树脂浸渍槽内，采用注胶泵由注胶管将经浸渍后树脂引入预成型模具内通过连续增强纤维。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术提供了一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂、制备及使用方法，采用环氧和不饱和树脂复合树脂体系，保障其黏度、反应活性满足工艺特性要求，保证快速固化，黏度低渗透性好；以短切导电纤维作为导电增强体，利用固化后树脂内部导电纤维形成的空间网络起到电磁屏蔽和电性能补偿的作用，在碳纤维拉挤制品中与连续纤维能形成更丰富的空间导电网络。制备工艺简便，只需将所设计的树脂各组分拌均匀后，再将短切导电纤维加入其中，使用高速搅拌机搅拌即可，适于大批量的制备生产。本专利技术提供的拉挤电磁屏蔽碳纤维复合材料树脂使用方法，避免了由于拉挤产品表面毡、表面布对树脂体系内短切纤维增强体的过滤作用，能够实现导电增强体在材料内部分散，而不是集中于表面。附图说明图1为本专利技术制备的拉挤碳纤维复合材料树脂使用方法示意。图中：11为碳纤维布、12为碳纤维纱、2为树脂浸渍槽、3为注胶泵、4为注胶管、5为预成型模具、6为固化模具。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，都属于本专利技术保护的范围。一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，由以下质量百分比的组分配制而成：30%-60%的环氧树脂体系、10%-30%的不饱和树脂体系、2%-5%的增韧剂、3%-5%内脱模剂、5%-10%的活性稀释剂、3%-8%的短切导电纤维；所述环氧树脂体系包含环氧树脂与对应固化剂，所述不饱和树脂体系包含不饱和树脂与对应固化剂。在本实施例中，所述增韧剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、端羧基液体丁腈橡胶、聚氨酯中的任意一种或组合。所述活性稀释剂为1,4-丁内酯、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或组合。所述短切导电纤维为长度低于1mm的导电导磁性纤维。短切导电纤维为镀镍碳纤维、不锈钢纤维、磁性纳米改性氧化锌晶须、镀镍碳纳米管中的任意一种或组合。一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂的制备方法，包括以下步骤：S1、将环氧树脂体系、不饱和树脂体系、内脱模剂按质量百分比组分，依次添加，使用高速搅拌机分散5min-10min，制得复合树脂体系；S2、将增韧剂、活性稀释剂按质量百分比添加至S1中复合树脂体系，使用高速搅拌机分散5min-10min，制得低粘度复合树脂体系；S3、将短切导电纤维按质量百分比添加至S2中低粘度复合树脂体系，使用高速搅拌机分散30min制得复合树脂体系，得到拉挤电磁屏蔽碳纤维复合材料树脂。一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂的使用方法，将拉挤碳纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，其特征在于，由以下质量百分比的组分配制而成：30%-60%的环氧树脂体系、10%-30%的不饱和树脂体系、2%-5%的增韧剂、3%-5%内脱模剂、5%-10%的活性稀释剂、3%-8%的短切导电纤维；所述环氧树脂体系包含环氧树脂与对应固化剂，所述不饱和树脂体系包含不饱和树脂与对应固化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，其特征在于，由以下质量百分比的组分配制而成：30%-60%的环氧树脂体系、10%-30%的不饱和树脂体系、2%-5%的增韧剂、3%-5%内脱模剂、5%-10%的活性稀释剂、3%-8%的短切导电纤维；所述环氧树脂体系包含环氧树脂与对应固化剂，所述不饱和树脂体系包含不饱和树脂与对应固化剂。


2.根据权利要求1所述的一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，其特征在于：所述增韧剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、端羧基液体丁腈橡胶、聚氨酯中的任意一种或组合。


3.根据权利要求1所述的一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，其特征在于：所述活性稀释剂为1,4-丁内酯、丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或组合。


4.根据权利要求1所述的一种用于拉挤碳纤维复合材料的树脂，其特征在于：所述短切导电纤维为镀镍碳纤维、不锈钢纤维、磁性纳米改性氧化锌晶须、镀镍碳纳米管中的任意一种或组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富强，刘艳，李炳章，张少波，李伟，郭文卿，王永胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十三研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14