一种高性能环氧树脂基碳纤维复合材料制备方法_2

文档序号:9484417阅读:来源:国知局
渍,可挥发物挥发并排出;第二个保温阶段在 175°C~180°C之间,使得树脂充分固化,树脂的粘度逐渐趋于最大,同时结构强度也得到了 增加。绘制出碳纤维复合材料的成型工艺图(图4)。
[0042] 将NY9200GB/T700SC碳纤维预浸料铺贴成所需的尺寸,用真空袋密封完整,制件 铺叠时每8层预浸料进行一次抽真空,真空压力保持25分钟,视情铺放吸胶层,预压实及排 气,预制件的真空压力不低于-〇. 〇95MPa进入热压罐,卸载真空压力,以彡3°C/min的速度 升温至145°C±5°C范围内,加压至0· 6MPa~(λ7MPa,保温40min~60min,以彡3°C/min 的速度升温至175°C~180°C之间,保温2h~2. 5h后,以彡3°C/min的速度降至室温。,见 图4所示。
[0043] 压制的复合材料层压板的基本力学性能典型值见表5所示,B基准值见表6所示。 [0044]表5复合材料层压板的力学性能值
[0045]
[0046]
[0047] 表6NY9200GB/T700SC复合材料的B基准值
[0048]
[0049] 四、耐环境性能和耐老化性能
[0050] 根据加速老化的原则和加速原理,温度要低于环氧基体的湿态玻璃化转变温度 (该树脂湿态Tg为120°C),一般不超过70°C为宜,这样不会引起环氧基体的附加降质。在 MIL-HDBK-17F中,对环氧基复合材料加速吸湿的环境条件也是70°C和85%RH。研究结果表 明,聚合物的降质主要是其吸湿后的水解作用,降质也都发生在饱和吸湿状态下,基于此认 识,就可以根据不同湿热环境下的吸湿扩散速率或不同湿热环境下的湿热效应试验给出加 速吸湿(老化)的经验工程公式来计算加速因子。根据选择的储存条件和加速老化环境, 按照《复合材料结构设计手册》(航空工业出版社,ISBN7-80134-939-3,2001)中的第一种 方法计算了加速吸湿系数。
[0051]
[0052]式中:
[0053] k--时间加速系数;
[0054]ti--实际曝露的时间;
[0055] t2 加速后的时间;
[0056]?1Φ!--实际曝露的温度(°C)和相对湿度;
[0057] Τ2Φ2一一加速环境的温度(°C)和相对湿度。
[0058] C 试验系数,一般取C= 46. 1。
[0059] 根据表7可知,在进行15年的老化后,其各项性能的保持率较高。
[0060] 表7NY9200GB/T700SC复合材料试件加速老化试验结果
[0061]
[0062] 表8NY9200GB/T700SC复合材料的耐介质性能
[0063]
[0064] 实施例2
[0065] NY9200GB树脂体系按以下步骤进行配制:
[0066] 1)按缩水甘油醚型环氧树脂(E-54)与邻甲酚醛环氧树脂(PGCN-700-3S)以75 : 25的配比(质量比)将两种树脂混合,升温至125°C~130°C时,开启搅拌器,直至两种树脂 完全溶解。称为组分A。
[0067] 2)按组分A与PEK-C以85 :12的配比将两种材料混合均勾,升温至40°C~45°C时 开启搅拌器保持8min~12min,继续升温至135°C~155°C,保温lh~2h至清澈透明(视 量而定),称为组分B。
[0068] 3)按组分A与L-固化剂以15 :10的配比预混合,放入三辊碾磨机(辊温不超过 40°C为宜)进行不少于三次的碾磨,辊距由0. 1mm逐次减少至两棍相互接触,称为组分C。
[0069] 4)按组分B与组分C以97 :23的要求称取所需的重量,放入70°C~75°C的双星 形挂壁式混合机或捏合机中进行0. 5h~lh的混合,使之均匀(可在硅玻璃上薄薄涂一层 后肉眼观察)即得到NY9200GB树脂体系。
[0070] 实施例3
[0071 ] NY9200GB树脂体系按以下步骤进行配制:
[0072] 1)按缩水甘油醚型环氧树脂(E-54)与邻甲酚醛环氧树脂(PGCN-700-3S)以85 : 15的配比(质量比)将两种树脂混合,升温至125°C~130°C时,开启搅拌器,直至两种树脂 完全溶解。称为组分A。
[0073] 2)按组分A与PEK-C以85 :12的配比将两种材料混合均匀,升温至40°C~45°C时 开启搅拌器保持8min~12min,继续升温至135°C~155°C,保温lh~2h至清澈透明(视 量而定),称为组分B。
[0074] 3)按组分A与L-固化剂以15 :6的配比预混合,放入三辊碾磨机(辊温不超过 40°C为宜)进行不少于三次的碾磨,辊距由0. 1mm逐次减少至两棍相互接触,称为组分C。
[0075] 4)按组分B与组分C以97 :23的要求称取所需的重量,放入70°C~75°C的双星 形挂壁式混合机或捏合机中进行0. 5h~lh的混合,使之均匀(可在硅玻璃上薄薄涂一层 后肉眼观察)即得到NY9200GB树脂体系。
【主权项】
1. 一种高性能环氧树脂,其特征在于:按以下步骤进行配制: 1) 按缩水甘油醚型环氧树脂与邻甲酚醛环氧树脂以(75~85) : (25~15)的质量比 将两种树脂混合,溶解得到组分A ; 2) 按组分A与PEK-C以一定质量比混合均匀,升温至40°C~45°C时开启搅拌器保持 8min~12min,继续升温至135°C~155°C,保温Ih~2h至清澈透明,称为组分B ; 3) 按组分A与固化剂以15 : (6~10)的质量比预混合,放入三辊碾磨机进行碾磨,辊 距由0.1 mm逐次减少至两棍相互接触,称为组分C ; 4) 按组分B与组分C以一定质量比要求称取所需的重量,放入70°C~75°C的双星形挂 壁式混合机或捏合机中进行0. 5h~Ih的混合,使之均匀即得到NY9200GB树脂体系。2. 根据权利要求1所述的高性能环氧树脂,其特征在于:按组分A与PEK-C的质量比 为:85 :12〇3. 根据权利要求1所述的高性能环氧树脂,其特征在于:组分B与组分C的质量比为 97 :23〇4. 一种高性能环氧树脂基碳纤维复合材料的制备方法,其特征在于:以 T700SC-12000-50C碳纤维为增强材料和权利要求1所制备的NY9200GB树脂体系为基体 材料制备NY9200GB/T700SC碳纤维复合材料,将NY9200GB/T700SC碳纤维预浸料铺贴成所 需的尺寸,用真空袋密封完整,制件铺叠时每8层碳纤维预预浸料进行一次抽真空,视情 铺放吸胶层,预压实及排气,卸载真空压力,升温至145°C ±5°C范围内,加压至0. 6MPa~ 0? 7MPa,保温40min~60min,升温至175°C~180°C之间,保温2h~2. 5h后,降至室温。5. 根据权利要求4所述的高性能环氧树脂基碳纤维预浸料及复合材料的制备方法,其 特征在于:升温速率彡3°C /min。
【专利摘要】本发明提供了一种高性能环氧树脂基碳纤维复合材料制备方法,把缩水甘油醚型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、L-固化剂、丙酮稀释剂、聚芳醚酮增韧剂配置成NY9200GB树脂体系,经热熔法制备成碳纤维或玻璃布预浸料,通过工艺参数研究试验,确定碳纤维预浸料的成型工艺参数,采用热压罐法或模压法制备成复合材料制件。本发明制备的环氧树脂基碳纤维复合材料在自然条件下放15年之久,各项性能指标几乎没有发生变化。
【IPC分类】C08L63/04, C08L71/10, B29C70/44, C08L63/00, C08K7/06
【公开号】CN105237958
【申请号】CN201510793930
【发明人】蒋敏, 吕晓雷, 李燕平, 马闪红, 王金莲, 胡建冬, 王云飞, 魏娜
【申请人】江西洪都航空工业集团有限责任公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月18日
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