本发明涉及提供一种无卤高阻燃性树脂基碳纤维复合材料的制备方法，具体涉及一种适用于液体成型工艺的无卤高阻燃性树脂基碳纤维复合材料的制备方法。
背景技术：
：复合材料是由基体材料(聚合物材料、金属、陶瓷)和增强体(纤维、晶须、颗粒)复合而成的综合性能优异的新型材料，是本世纪中发展最迅速的新材料之一。其中碳纤维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、结构尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形的独特优点，在国防军工、航空航天、轨道交通、汽车工业等各个领域得到了广泛的应用。复合材料液体成型工艺复合材料液体成型工艺也称液体模塑成型技术(liquidcompositemolding，lcm)是一种近年来出现的先进复合材料低成本制造技术。包括真空辅助成型(vacuumassistedresininfusion，vari)、树脂传递模塑成型(resintransfermolding，rtm)和rtm的衍生工艺真空辅助rtm成型(vacuumassistedresintransfermolding，vartm)、轻质rtm成型(light-rtm)、树脂膜渗透成型(resinfilminfusion，rfi)等。与其他纤维复合材料制造技术相比，lcm作为一种低成本制造技术得到的越来越多的重视及应用。高性能树脂基体作为一种高分子有机材料，有一致命缺点即易燃，并且燃烧时会产生大量的有害气体和烟雾，由此而带来的火灾隐患已成为全球关注的问题。随着科技的进步，人类生活水平的提高，不仅要求材料的性能优越，还要求材料环保无毒、阻燃性好、并且低烟、低毒，这样才能更大限度的保障人们的生命财产的安全。因此，无卤高阻燃性树脂基碳纤维复合材料在碳纤维复合材料的推广应用中显得尤为重要。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种液体成型无卤低毒高阻燃性能碳纤维复合材料的制备方法。本发明解决其技术问题的具体方案是：一种液体成型无卤低毒高阻燃性能碳纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：1)阻燃定型剂粉末制备；2)阻燃定型剂粉末均匀撒置碳纤维织物表面；3)高温定型；4)织物铺层定型，液体成型工艺制造。液体成型技术包括：真空辅助成型、树脂传递模塑成型和rtm的衍生工艺真空辅助rtm成型、轻质rtm成型和树脂膜渗透成型方法。在所述步骤1)中，按重量份计，该阻燃定型剂粉末包括：阻燃剂，5～80重量份；定型剂，20～95重量份。所述的阻燃剂选自：氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、硼酸锌、钼酸锌、八钼酸铵、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸密胺盐中的一种或多种。所述的定型剂选自：环氧树脂、聚酯、pet、pp、pps等一种或多种。所述步骤2)中，阻燃定型剂粉末均匀撒置织物表面的撒粉方式可采用手工，或撒粉设备撒粉。在所述步骤2)中，阻燃定型剂粉末均匀撒置碳纤维织物表面时阻燃定型剂的用量为织物面密度的1％～100％。在所述步骤2)中，所选碳纤维织物为斜纹、平纹、缎纹、单向布中的一种或几种，织物面密度为100～800g/m2。在所述步骤3)中，高温定型的温度为：40～250℃。本发明所述的一种液体成型无卤高阻燃性树脂基碳纤维复合材料的制备方法，是将粉末型高效阻燃剂与定型剂混合制成阻燃定型粉末，将其作为阻燃定型剂定型碳纤维织物，可以在解决阻燃性能的同时达到定型织物的效果。采用阻燃或者非阻燃树脂用液体成型工艺制得的碳纤维复合材料可达到更高的阻燃等级，可达到德国阻燃标准din5510-2:2009最高要求，即燃烧性达到s4，烟密度达到sr2，熔滴特性st2，烟毒性fed≤1。并且由该方法制得的碳纤维复合材料具有优异的力学性能。具体实施方式下面将对本发明结合实施例进行详细说明如下，但本发明并不局限在下述实施例范围。[实施例1]方案a将六苯氧环三磷腈加入双酚f环氧及酚醛环氧混合物中于90±5℃搅拌直至完全溶解，冷却至室温后，加入双酚a双(二苯基磷酸酯)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)及邻甲苯基缩水甘油醚搅拌直至混合均匀，最后加入固化剂异弗尔酮二胺，混合均匀，得到树脂体系a。树脂体系a中各个组分用量：采用真空导入工艺制备复合材料板材。增强材料选用面密度为200gsm的碳纤维斜纹织物；按照要求碳纤维织物裁剪后铺层，铺放好辅助材料后打真空袋，抽真空并且检测真空袋的真空保持率，当真空度达到要求后，进行注胶。真空导入完成后，进入烘箱按照要求进行固化。固化制度为50℃2h+120℃3h，固化时升温速度为1～2℃/min。方案b阻燃定型粉末制备：将阻燃剂、定型剂加入混合容器，于25℃下搅拌30～60min，混合均匀。阻燃定型织物制备：将阻燃定型粉末均匀撒置碳纤维织物表面，每平米织物表面撒入25g混合均匀的阻燃定型粉末，将撒好阻燃定型粉末的织物放置与玻璃板或者其他平板模具上，打好真空袋，放入烘箱中于110℃预定型30min后冷却，备用。(备注：碳纤维织物：斜纹；面密度为200gsm)阻燃定型粉末中各个成分用量：选用方案a中阻燃环氧树脂体系a，采用真空导入工艺制备复合材料板材。增强材料选用面密度为200gsm的斜纹织物；按照要求将阻燃定型碳纤维织物裁剪后铺层，铺放好辅助材料后打真空袋，抽真空并且检测真空袋的真空保持率，当真空度达到要求后，进行注胶。真空导入完成后，进入烘箱按照要求进行固化。具体固化制度为50℃2h+120℃3h，固化时升温速度为1～2℃/min。层压板阻燃性能如下：层压板力学性能：测试项目单位测试标准方案a方案b拉伸强度mpaastmd3039900820拉伸模量gpaastmd30396064压缩强度mpaastmd6641703610压缩模量gpaastmd66416262层间剪切强度mpaastmd23446558弯曲强度mpaastmd790980910弯曲模量gpaastmd7905557dmatg℃astmd702890100[实施例2]方案c称量双酚f环氧、邻甲苯基缩水甘油醚，搅拌直至混合均匀，加入固化剂异弗尔酮二胺，混合均匀，得到树脂体系c。树脂体系c中各个成分用量：采用rtm成型工艺制备复合材料板材。增强材料选用面密度为200gsm的碳纤维斜纹织物；利用环氧定型剂将织物定型(每平米环氧定型剂用量为50g)，按照要求将定型好的碳纤维织物裁剪后铺层，制作预制体，并按照rtm工艺要求进行注胶制板。注胶结束后，升温固化。固化制度为50℃2h+120℃3h，升温速度为1～2℃/min。方案d阻燃定型粉末制备：将钼酸铵、聚磷酸铵、硼酸锌、环氧定型剂加入容器，于25℃下搅拌30～60min，混合均匀。阻燃定型织物制备：利用撒粉设备均匀撒置碳纤维织物表面，其中每平米碳纤维织物需要撒阻燃定型粉末50g，撒粉后织物经过130℃高温预定型，备用。(备注：碳纤维织物：斜纹；面密度为200gsm)阻燃定型粉末各个成分用量：选用方案c中树脂体系c，采用rtm成型工艺制备复合材料板材。增强材料选用面密度为200gsm的斜纹织物；按照要求将定型好的碳纤维织物裁剪铺层，制备预制体，并按照rtm工艺要求进行注胶制板。注胶结束后，升温固化。固化制度为50℃2h+120℃3h，升温速度为1～2℃/min。层压板阻燃性能：类型氧指数ul94熔滴方案c18——无方案d27v-0无层压板力学性能：测试项目单位测试标准方案c方案d拉伸强度mpaastmd3039960820拉伸模量gpaastmd30396064压缩强度mpaastmd6641750610压缩模量gpaastmd66416263层间剪切强度mpaastmd23447060弯曲强度mpaastmd7901002910弯曲模量gpaastmd7905657dmatg℃astmd7028115116当前第1页12