一种碳纤维增强树脂基复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及树脂基复合材料，尤其涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法。

背景技术：

1、碳纤维增强树脂基复合材料是一种由碳纤维和树脂组成的复合材料，具体包括两个主要组分：碳纤维作为强化材料，以及树脂作为基体材料，其中，碳纤维是一种高强度、轻质的纤维材料，由碳原子构成，它具有出色的强度和刚度，并且相对于许多金属来说更轻，树脂是一种具有粘性和流动性的有机物质，通常具有固化或硬化的性质，在碳纤维增强树脂基复合材料中，树脂充当基体，将碳纤维牢固地固定在一起，碳纤维增强树脂基复合材料的组合使其在多个领域得到广泛应用，如航空航天、汽车制造、体育用品、能源行业等，但是，目前市面上所存在的碳纤维增强树脂基复合材料大多数未采用层压技术，将多个碳纤维层堆叠在一起，达到提高材料的强度和刚度的最终效果，难以确保树脂在整个材料中的均匀分布，导致影响最终的材料强度与刚度要求，以及复合材料的耐热性，需要加以优化和改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明采用了如下技术方案：一种碳纤维增强树脂基复合材料，所述复合材料组成按重量份包括0.05-0.25份氧化石墨烯、0.5-2份固化剂、10-20份环氧树脂、15-25份聚酯树脂和50-75份碳纤维布。

3、较佳的，所述树脂基复合材料在选材过程中，选用高质量的碳纤维，选择合适的树脂作为基体，以及保证助剂的适量添加。此处，考虑纤维的形态，以满足制备工艺要求，确保树脂能够有效地浸润碳纤维，以获得均匀的强度和性能。

4、一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

5、s1：选取高质量的碳纤维、环氧树脂与固化剂作为原材料；

6、s2：对碳纤维布进行预处理，加入氧化石墨烯、环氧树脂与聚酯树脂，并按照设计比例将树脂和相应的固化剂混合，制备树脂混合物，并添加助剂；

7、s3：将碳纤维布放入浸渍池中，将树脂混合物浸润到碳纤维中；

8、s4：对浸渍后的碳纤维进行挤出或压缩；

9、s5：将浸渍后的碳纤维放置在固化设备中，将树脂硬化；

10、s6：进行热固化，并对碳纤维布表面进行涂料，采用压层技术将碳纤维布堆叠

11、s7：对制备好的碳纤维增强树脂基复合材料进行检验和测试，检测达标率。

12、较佳的，所述s2中，制备树脂混合物的具体操作步骤如下：

13、s2.1：选择适当的树脂类型，通常使用热固性树脂，如环氧树脂、酚醛树脂或聚酯树脂，以及添加适当的固化剂作为助剂；

14、s2.2：将氧化石墨烯加热至融化状态，再将氧化石墨烯与聚酯树脂混合，得到的混合物、固化剂以及其他原材料放入混合设备中进行混合；

15、s2.3：完成混合后，需要将树脂混合物在真空条件下存储一段时间，以确保溶解的气体被排除，从而减少气泡的形成，得到最终树脂混合物的制备。

16、此处，可以确保树脂充分浸润纤维。

17、较佳的，所述s2.2中，使用搅拌器、搅拌罐或其他混合设备完成混合。此处，为了确保混合均匀，以避免树脂混合物中的不均匀性。

18、较佳的，所述s3中，选取适量的碳纤维布，将碳纤维布逐层放置在浸渍池中，将树脂混合物均匀地浸润到碳纤维中。此处，确保纤维充分浸渍。

19、较佳的，所述s4中，对碳纤维进行挤出或压缩，可以排除多余的树脂和空气，使树脂更好地贴附在纤维表面。此处，使树脂更好地贴附在纤维表面。

20、较佳的，所述s5中，根据树脂类型和固化剂的要求进行适当的温度和时间固化。此处，固化过程有助于提高材料的热稳定性和耐高温性能，以及提高材料的耐久性和抗磨损性能。

21、较佳的，所述s6中，热固化的具体操作步骤如下：

22、s6.1：将树脂升温至150-160℃，保持2-2.5小时，之后继续升温至180-200℃固化，保持2-4小时，进行热固化；

23、s6.2：在完成热固化工序后，将混合好的树脂混合物均匀地涂布在每一层碳纤维布的表面，将涂布好树脂的碳纤维布按照设计的顺序和层次结构堆叠在一起，形成所需的复合材料结构。

24、此处，将多层碳纤维叠加在一起，可以增加整体复合材料的强度和刚度，多层叠加的结构可以提高材料的抗冲击性能。

25、较佳的，所述s6.2中，得到所需的复合材料结构后，再进行一些后处理步骤，如修剪、打磨、清洗等。此处，后处理的操作更加改善了该树脂基复合材料的最终质量。

26、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

27、本发明中，该树脂基复合材料采用压层技术，通过将多层碳纤维叠加在一起，可以增加整体复合材料的强度和刚度，多层叠加的结构可以提高材料的抗冲击性能，确保树脂在整个材料中的均匀分布，层压技术可以改善复合材料的耐用性，使其更能抵抗环境因素、化学腐蚀和其他损伤，提高了最终所制备的树脂基复合材料的质量。

技术特征：

1.一种碳纤维增强树脂基复合材料，其特征在于：所述复合材料组成按重量份包括0.05-0.25份氧化石墨烯、0.5-2份固化剂、10-20份环氧树脂、15-25份聚酯树脂和50-75份碳纤维布。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强树脂基复合材料，其特征在于：所述树脂基复合材料在选材过程中，选用高质量的碳纤维，选择合适的树脂作为基体，以及保证助剂的适量添加。

3.如权利要求1-2任一项所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s2中，制备树脂混合物的具体操作步骤如下：

5.根据权利要求4所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s2.2中，使用搅拌器、搅拌罐或其他混合设备完成混合。

6.根据权利要求3所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s3中，选取适量的碳纤维布，将碳纤维布逐层放置在浸渍池中，将树脂混合物均匀地浸润到碳纤维中。

7.根据权利要求3所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s4中，对碳纤维进行挤出或压缩，可以排除多余的树脂和空气，使树脂更好地贴附在纤维表面。

8.根据权利要求3所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s5中，根据树脂类型和固化剂的要求进行适当的温度和时间固化。

9.根据权利要求3所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s6中，热固化的具体操作步骤如下：

10.根据权利要求9所述的碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于：所述s6.2中，得到所需的复合材料结构后，再进行一些后处理步骤，如修剪、打磨、清洗等。

技术总结
本发明提供一种碳纤维增强树脂基复合材料的制备方法，涉及树脂基复合材料技术领域，所述复合材料组成按重量份包括0.05‑0.25份氧化石墨烯、0.5‑2份固化剂、10‑20份环氧树脂、15‑25份聚酯树脂和50‑75份碳纤维布，所述树脂基复合材料在选材过程中，选用高质量的碳纤维，选择合适的树脂作为基体，以及保证助剂的适量添加。本发明，该树脂基复合材料采用压层技术，通过将多层碳纤维叠加在一起，可以增加整体复合材料的强度和刚度，多层叠加的结构可以提高材料的抗冲击性能，确保树脂在整个材料中的均匀分布，层压技术可以改善复合材料的耐用性，使其更能抵抗环境因素、化学腐蚀和其他损伤，提高了最终所制备的树脂基复合材料的质量。

技术研发人员：王鹏,赵洋,刘士杰,王海龙
受保护的技术使用者：德宝碳陶（苏州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10