【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碳纤维预浸料的制备领域，具体涉及一种粘度可调的vitrimer树脂、碳纤维预浸料的制备方法。
技术介绍
1、碳纤维增强树脂基复合材料由于其具有轻质高强性能越来越广泛地被应用于航空航天、高铁、风电叶片等
中。目前，碳纤维制品大多采用不可回收和修复的热固性树脂作为基体材料，这使得复合材料制品被破坏后难以修复再使用，同时在一定程度上产生的资源浪费和环境污染等问题也制约了碳纤维树脂基复合材料的发展。可塑性热固性树脂vitrimer是一种新型的类玻璃体的热固性树脂，它可以在不失去交联网络的情况下进行再加工成型，实现热固性树脂的可重塑性。vitrimer树脂的出现为热固性树脂及其复合材料在成型后的连接、修复、回收及再制造等难题提供了一条可行的解决途径。
2、将纤维与树脂通过浸渍的方式制备成预浸料可以大大提高复合材料制品的生产效率。胶膜转移法是将熔融的树脂制成均匀平整的胶膜，而后将胶膜与纤维或织物在一定温度和压力下进行复合浸渍，得到合格预浸料。胶膜转移法制备碳纤维预浸料由于树脂含量可以控制精确、挥发份少，无环境污染等有点被广泛地应用在工业生产中。然而，由于vitrimer树脂室温粘度较低，并不适合以预浸料的形式投入工业生产中。因此，开发具有粘度可调节的vitrimer树脂合成方法及适配胶膜转移法制备碳纤维预浸料是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决vitrimer树脂由于室温粘度较低、无法适配胶膜转移法生产预浸料的难题，本专利技术旨在提供一种粘度可调的
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、一种粘度可调的vitrimer树脂的制备方法，步骤如下：
4、（1）、按摩尔比1∶（0.01~0.05）称取双酚a二缩水甘油醚与乙酰丙酮锌并在130~150℃搅拌，待乙酰丙酮锌溶解后，按混合溶液总质量的45~50 wt.%加入聚醚砜粉末，再在130~150 ℃下继续搅拌至聚醚砜溶解；
5、（2）、将步骤（1）所得混合物的温度降至70~80 ℃，待温度稳定后，按双酚a二缩水甘油醚与戊二酸酐摩尔比1∶0.5称取戊二酸酐加入混合物中，继续搅拌并根据实际需要的粘度，通过调节此处的搅拌时间来调控混合液体的粘度，随后将混合液体抽真空脱除气泡，得到vitrimer树脂。
6、较好地，步骤（2）中，加入戊二酸酐后，继续搅拌15~30 min。
7、一种碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
8、（1）、按摩尔比1∶（0.01~0.05）称取双酚a二缩水甘油醚与乙酰丙酮锌并在130~150℃搅拌，待乙酰丙酮锌溶解后，按混合溶液总质量的45~50 wt.%加入聚醚砜粉末，再在130~150 ℃下继续搅拌至聚醚砜溶解；
9、（2）、将步骤（1）所得混合物的温度降至70~80 ℃，待温度稳定后，按双酚a二缩水甘油醚与戊二酸酐摩尔比1∶0.5称取戊二酸酐加入混合物中，继续搅拌并根据实际需要的粘度，通过调节此处的搅拌时间来调控混合液体的粘度，随后将混合液体抽真空脱除气泡，得到vitrimer树脂；
10、（3）、将步骤（2）制备的vitrimer树脂加热至75~85 ℃保持30~60 min，之后加入到涂膜机中进行树脂胶膜的制备；
11、（4）、将面密度为100~300 g/m2的碳纤维织物或碳纤维纱置于上下两层步骤（3）制备的树脂胶膜之间进行含浸工艺制备碳纤维预浸料，此过程将所有热辊温度设置为75~85℃。
12、较好地，步骤（2）中，加入戊二酸酐后，继续搅拌15~30 min。
13、较好地，步骤（3）中，涂膜机卷辊速度为6~10 m/min。
14、较好地，步骤（4）中，含浸过程卷辊速度为3~5 m/min。
15、本专利技术中，引入聚醚砜后，可重塑热固性树脂交联网络由于受到融入的聚醚砜分子链限制，使其玻璃化转变温度得到提升，因而改变了树脂液的粘温状态；同时，加入的聚醚砜不会改变固化过程，vitrimer树脂固化过程仍以自催化反应为主，不会改变酸酐水解、环氧开环、酯化交联的反应过程；由于具有刚性高弹性模量的聚醚砜树脂和其分子链限制vitrimer树脂交联网络的链段运动，使得复合材料力学性能得到显著提升。
16、有益效果：
17、（1）、聚醚砜对vitrimer树脂的动态酯交换反应具有关键作用，可以改变树脂粘温特性；合成的vitrimer树脂粘度可以通过合成工艺进行调节和控制，通过适配胶膜转移法制备预浸料，其中碳纤维和树脂得到了良好的浸润，固化成型后，复合材料在维持可重塑性的同时，力学性能得到了明显的改善；
18、（2）、本专利技术合成的vitrimer树脂具有粘度可调节性，根据碳纤维面密度的大小可调节合适粘度进行预浸料的制备（预浸料面密度=碳纤维面密度+vitrimer树脂胶膜的面密度×2；碳纤维面密度越大，树脂浸渍越困难，因此，高面密度的碳纤维要采用粘度适当低一些的树脂胶膜增加浸润性，提高树脂在纤维束之间的流动性）。
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1.一种粘度可调的Vitrimer树脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的粘度可调的Vitrimer树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，加入戊二酸酐后，继续搅拌15~30 min。
3.一种碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
4.如权利要求3所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，加入戊二酸酐后，继续搅拌15~30 min。
5.如权利要求3所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，涂膜机卷辊速度为6~10 m/min。
6.如权利要求3所述的碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，含浸过程卷辊速度为3~5 m/min。
【技术特征摘要】
1.一种粘度可调的vitrimer树脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的粘度可调的vitrimer树脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，加入戊二酸酐后，继续搅拌15~30 min。
3.一种碳纤维预浸料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
4.如权利要求3所述的碳纤维预浸...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯跃战，陈金传，方梅，刘翔，刘春太，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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