一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，涉及一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法；尤其涉及一种铺放在碳纤维层间用于增韧液体成型制备的复合材料层间断裂韧性的多孔膜制备方法
。

技术介绍

[0002]碳纤维
/
环氧树脂
(CF/EP)
复合材料是
CF
增强复合材料的一个重要分支
。
近年来
,
随着人们对
EP/CF
复合材料认识的不断深入
,
其具有高比强度
、
高比模量
、
可设计性强
、
耐腐蚀
、
抗疲劳
、
易于整体成型等优异的综合性能，首先在航空
、
航天领域获得广泛应用，促使其向其他领域迅速扩展进而用量不断上升
。
[0003]但是，环氧树脂固有的脆性导致以其为基体的复合材料韧性较低，易冲击损伤和分层失效，限制了其进一步应用
。
因此，如何增加环氧树脂的韧性，从而改善液体成型复合材料整体性能具有非常重要的理论意义和应用价值，成为了复合材料领域的一项重要研究课题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法
。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]本专利技术涉及一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]S1、
增粘剂溶解在双环戊二烯单体中，形成混合溶液；
[0008]S2、
将
Grubbs
二代催化剂和磷酸类缓聚剂溶解在环己基苯中配置催化剂溶液；
[0009]S3、
所述催化剂溶液与混合溶液混合后，涂覆在支撑物表面，待其固化后浸泡入有机溶剂中，取出后水洗，烘干
。
[0010]在本领域，关于层间增韧的材料有很多，聚双环戊二烯是首次出现：聚双环戊二烯通常是直接加入到环氧树脂增韧，但是将其抽离出来做层间增韧是首次出现
。
[0011]作为本专利技术的一个实施方案，所述增粘剂为可溶解在双环戊二烯中的链状聚合物
。
增粘剂的加入，一方面是由于刮膜的时候，需要铸膜液具有一定粘度；双环戊二烯
/GC 2
体系如果不加增粘剂的话，粘度很低，根本刮不了膜
。
另一方面，增粘剂在薄膜固化后，需要去除，去除后相当于微孔存在，这样
PDCPD
膜就可以铺放在碳纤维层间了，这些微孔是必要的的，可以使得环氧树脂渗透，因此，在本专利技术体系中增粘剂相当于又是致孔剂
。
[0012]作为本专利技术的一个实施方案，所述增粘剂为聚苯乙烯
、
聚丁二烯
、
聚苯乙烯
‑
聚丁二烯共聚物或聚醋酸乙烯酯
。
[0013]作为本专利技术的一个实施方案，所述增粘剂平均分子量为5万～
20
万
。
分子量过低，增粘作用不明显，分子量过高，在
DCPD
溶解较困难
。
[0014]作为本专利技术的一个实施方案，所述增粘剂与双环戊二烯单体的质量比为
15:100
～
25:100。
加入的太少会导致增粘作用不明显，加入的太多会导致树脂粘度过大，工艺性下降
。
[0015]作为本专利技术的一个实施方案，所述混合溶液的粘度范围为
500mpa
·
s
到
2000mpa
·
s。
树脂粘度过稀，铸膜液表面张力太小，无法在支撑物表面无法形成均匀的膜，树脂粘度过高，刮膜棒在刮膜过程中工艺性较差
。
[0016]作为本专利技术的一个实施方案，所述二代催化剂与环己基苯质量比为
1:100
～
1:400。
环己基苯用量过少，无法对催化剂进行良好的溶解
。
加入过多，体系内
VOC
含量提升，不利于复合材料的制备
。
[0017]作为本专利技术的一个实施方案，所述二代催化剂与磷酸类缓聚剂的摩尔比为
1:0.05
～
1:0.3。
缓聚剂加入量过少，铸膜液还没转移到支撑物表面就固化了，缓聚剂加入量过多，环戊二烯无法实现良好固化
。
[0018]作为本专利技术的一个实施方案，所述磷酸类缓聚剂为亚磷酸三丁酯
、
亚磷酸三甲酯或亚磷酸三乙酯
。
[0019]作为本专利技术的一个实施方案，所述双环戊二烯单体是环戊二烯与降冰片烯混合物，降冰片烯的质量分数为3％～5％
。
降冰片烯加入量过低，降低混合单体凝固点这一作用较小，降冰片烯加入量过高，会影响薄膜成型后力学性能
。
[0020]作为本专利技术的一个实施方案，所述支撑物为玻璃板
、
亚克力板或聚四氟乙烯板
。
[0021]作为本专利技术的一个实施方案，所述涂覆为用刮膜棒涂覆，刮膜棒钢丝间隙为
50
μ
m
～
200
μ
m。
[0022]作为本专利技术的一个实施方案，步骤
S2
中催化剂在环己基苯中的溶解温度为
40
～
60℃,
时间为
30
～
60
分钟
。
溶解时间过长，催化剂容易失活，溶解时间果断，催化剂无法完全溶解
。
[0023]作为本专利技术的一个实施方案，所述有机溶剂为丙酮
、
甲苯
、
苯
、
苯乙烯
、
二甲苯
、
氯仿等中至少一种
。
[0024]作为本专利技术的一个实施方案，步骤
S3
中，所述催化剂溶液与混合溶液按催化剂与双环戊二烯单体摩尔比为
1:5000
～
1:20000
进行混合
。
[0025]作为本专利技术的一个实施方案，所述浸泡时间为8小时～
24
小时
。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0027]1)
相比于其他热塑性层间插层材料，如聚醚砜
、
聚芳砜
、
尼龙等，聚双环戊二烯由于是通过环戊二烯在催化剂条件下，快速聚合
‑
交联形成三维网状结构，成型周期短，成型工艺简单
(
无需加热
)
，可操作行强
。
[0028]2)
利用本专利技术薄膜作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于增韧碳纤维复合材料的薄膜插层制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、
增粘剂溶解在双环戊二烯单体中，形成混合溶液；
S2、
将
Grubbs
二代催化剂和磷酸类缓聚剂溶解在环己基苯中配置催化剂溶液；
S3、
所述催化剂溶液与混合溶液混合后，涂覆在支撑物表面，待其固化后浸泡入有机溶剂中，取出后水洗，烘干
。2.
根据权利要求1所述的薄膜插层制备方法，其特征在于，所述增粘剂为聚苯乙烯
、
聚丁二烯
、
聚苯乙烯
‑
聚丁二烯共聚物或聚醋酸乙烯酯
。3.
根据权利要求1所述的薄膜插层制备方法，其特征在于，所述增粘剂平均分子量为5万～
20
万
。4.
根据权利要求1所述的薄膜插层制备方法，其特征在于，所述增粘剂与双环戊二烯单体的质量比为
15:100
～
25:100
；所述混合溶液的粘度范围为
500mpa
·
s
到
2000mpa
·
s。5.
根据权利要求1所述的薄膜插层制备方法，其特征在于，所述二代催化剂与环己基苯质量比为
1:100
～
1:400
；...

【专利技术属性】
技术研发人员：程超，吕玥蒽，杨青，刁春霞，陈正国，李成华，刘鑫岑，丁小马，顾建军，谢庭丰，
申请(专利权)人：上海碳纤维复合材料创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：