本發(fā)明涉及粘結(jié)劑領(lǐng)域，特別涉及一種用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠。
背景技術(shù)：
：碳纖維復(fù)合材料具有高強(qiáng)度，高模量，輕質(zhì)量等特征，其主要應(yīng)用航空和軍工領(lǐng)域。近年來，由于國內(nèi)碳纖維制造技術(shù)的發(fā)展，碳纖維生產(chǎn)成本不斷下降，碳纖維復(fù)合材料的制造成本也隨之下降。因此碳纖維復(fù)合材料在運(yùn)動休閑行業(yè)、汽車制造行業(yè)和其他工業(yè)領(lǐng)域得到了飛速發(fā)展。當(dāng)前，碳纖維復(fù)合材料的成型主要有手糊、rtm、模壓、卷繞、熱壓罐、拉擠等工藝。本發(fā)明的高模量碳纖維預(yù)浸料主要應(yīng)用于模壓、卷繞、熱壓罐成型工藝。目前，碳纖維預(yù)浸料尤其是高模量碳纖維預(yù)浸料存在以下問題：1、由于高模量碳纖維具有模量高、脆性大的特征，現(xiàn)有的環(huán)氧熱熔膠的韌性不足以彌補(bǔ)高模量碳纖維的脆性大的缺陷，導(dǎo)致以此為基體樹脂的高模量碳纖維復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度差。2、高模量碳纖維直徑比較細(xì)，在預(yù)浸料生產(chǎn)過程中纖維的展紗性難，現(xiàn)有的增韌型環(huán)氧熱熔膠主要采用ctbn等彈性體作為增韌劑，其粘度高，流動性和浸潤性很差，對碳纖維的浸潤慢，潤滑性差，不能有效輔助展紗，從而導(dǎo)致碳纖維預(yù)浸料的纖維分布不均，平行度差，嚴(yán)重的會產(chǎn)生縫隙，進(jìn)而影響碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,公開一種用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠及其制備方法，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的環(huán)氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，并解決了高模量碳纖維在預(yù)浸料生產(chǎn)過程中難展紗的問題，提高了高模量碳纖維制品的力學(xué)性能。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠，包括以下重量份比例的組分：優(yōu)選地，雙酚f型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為160～180，型號是npef-170。優(yōu)選地，中分子量環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量為460～800，包括npes901和npes904，其中npes901的重量份數(shù)為10-15份，npes904的重量份數(shù)為10-15份。優(yōu)選地，改性環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧當(dāng)量為180～210，型號是nppn-638s。優(yōu)選地，pvf樹脂的粘度是15s。優(yōu)選地，增韌劑的型號是微粉聚四氟乙烯，粒徑小于5微米。優(yōu)選地，微粉雙氰胺的型號為dyhard100sf。優(yōu)選地，促進(jìn)劑的型號為dyhardur400。優(yōu)選地，表面活性劑是有機(jī)硅類表面活性劑或有機(jī)氟類表面活性劑的任意一種。優(yōu)選地，所述石墨烯為改性型石墨烯。上述用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠的制備方法，它包括如下依序進(jìn)行的步驟：步驟一、將35-55份雙酚f型環(huán)氧樹脂、2-4份增韌劑、0.3-2份石墨烯、0.1-0.5份表面活性劑、7-10份微粉雙氰胺、1-4份促進(jìn)劑加入到料桶內(nèi)，用高速分散機(jī)在1440轉(zhuǎn)/分鐘分散均勻；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機(jī)研磨3-5次；步驟三、將20-30份中分子量環(huán)氧樹脂、10-15份改性環(huán)氧樹脂、3-5份pvf樹脂加入到攪拌釜內(nèi)，在真空條件下，升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續(xù)攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態(tài)下攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應(yīng)釜，在真空條件下，以60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌30分鐘，取出物料并迅速降溫至20℃以下，即得到高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠。本發(fā)明制備的用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠，不僅彌補(bǔ)了現(xiàn)有的環(huán)氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，提高了以環(huán)氧熱熔膠為基體樹脂的高模量碳纖維復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度；并解決了高模量碳纖維在預(yù)浸料生產(chǎn)過程中難展紗的問題，使環(huán)氧熱熔膠對碳纖維的靜態(tài)浸潤性提高，提高碳纖維預(yù)浸料的纖維分布的均勻性以及平行度，進(jìn)而提高碳纖維制品的力學(xué)性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。(一)具體實(shí)施方式如下：一種用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠，由以下組分和重量份數(shù)比配制而成：一種高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠的制備方法，它包括如下依序進(jìn)行的步驟：步驟一、將35-55份雙酚f型環(huán)氧樹脂npef-170、2-4份微粉聚四氟乙烯、0.3-2份改性型石墨烯、0.1-0.5份表面活性劑、7-10份微粉雙氰胺dyhard100sf、1-4份促進(jìn)劑dyhardur400加入到料桶內(nèi)，用高速分散機(jī)在1440轉(zhuǎn)/分鐘分散均勻；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機(jī)研磨3-5次；步驟三、將10-15份中分子量環(huán)氧樹脂npes901、10-15份中分子量環(huán)氧樹脂npes904、10-15份改性環(huán)氧樹脂nppn-638s、3-5份pvf樹脂加入到攪拌釜內(nèi)，在真空條件下，升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續(xù)攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態(tài)下攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應(yīng)釜，在真空條件下，以60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌30分鐘，取出物料并迅速降溫至20℃以下，即得到高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠。本實(shí)施例制備的用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠是一種中溫固化體系，其在常溫下為半固態(tài)，70℃粘度為10000cps～20000cps，70℃可操作期為3-4小時(shí)，25℃環(huán)境下可儲存3個(gè)月，5℃以下可存儲6個(gè)月，-18℃下存儲12個(gè)月。不僅彌補(bǔ)了現(xiàn)有的環(huán)氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，提高了以環(huán)氧熱熔膠為基體樹脂的高模量碳纖維復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度；并解決了高模量碳纖維在預(yù)浸料生產(chǎn)過程中難展紗的問題，使環(huán)氧熱熔膠對碳纖維的靜態(tài)浸潤性提高，提高碳纖維預(yù)浸料的纖維分布的均勻性以及平行度，進(jìn)而提高碳纖維制品的力學(xué)性能。本實(shí)施例所提供的用于高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠采用pvf、微粉聚四氟乙烯、改性型石墨烯來取代傳統(tǒng)增韌劑ctbn，具有以下優(yōu)勢：pvb樹脂具有優(yōu)異的韌性，其分子量與中分子量環(huán)氧樹脂相當(dāng)，且與環(huán)氧樹脂的相容性好，混合后不影響體系的流動性。微粉聚四氟乙烯和改性型石墨烯，其一，二者擁有自潤滑的特性，從而改變了體系的潤滑性。其二，二者呈微粉狀混入可以填補(bǔ)預(yù)浸料成型時(shí)可能產(chǎn)生的氣孔，減少缺陷，從而提高碳纖維制品的強(qiáng)度。其三，改性型石墨烯在增韌的同時(shí)，由于其自身特有的高剛性和高硬度，因此加入改性型的石墨烯后技能增加制品的韌性的同時(shí)也提高碳纖維的制品的剛性和表面硬度。(二)實(shí)施例如下：一種高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠，由下表所示組分和重量份數(shù)比配制而成：原料實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4npef-17041414141npes90113101010npes90411.411.211.411.2nppn-638s18181818pvf樹脂3355增韌劑4422石墨烯0.50.50.50.5表面活性劑0.10.30.10.3dyhard100sf7.57.57.57.5dyhardur4001.51.51.51.5表1實(shí)施例組分和重量份數(shù)明細(xì)具體操作工藝如下：步驟一、將npef-170、增韌劑、石墨烯、表面活性劑、dyhard100sf、dyhardur400分別按上表所示比例加入到料桶內(nèi)，用高速分散機(jī)在1440轉(zhuǎn)/分鐘分散均勻，然后將混合均勻的體系用三輥研磨機(jī)研磨3-5次；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機(jī)研磨3-5次；步驟三、將npes901，npes904、nppn-638s、pvf樹脂分別按上表所示比例加入到攪拌釜內(nèi)，在真空條件升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續(xù)攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態(tài)下，攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應(yīng)釜，在真空條件下，以60轉(zhuǎn)/分鐘攪拌30分鐘，取出物料并迅速降溫至20℃以下，即得到高模量碳纖維預(yù)浸料的環(huán)氧熱熔膠。取本發(fā)明制備的高模量碳纖維預(yù)浸料用環(huán)氧熱熔膠，放入烘箱70℃烘烤45分鐘，在一段式或者兩段式工藝將高模量碳纖維和環(huán)氧熱熔膠制造成碳纖維預(yù)浸料。在此過程中發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明所提供的環(huán)氧熱熔膠所制造的高模量碳纖維預(yù)浸料的性能相對于對比實(shí)施例的樹脂要高，表2是實(shí)施例1～4和對比實(shí)施例(對比實(shí)施例是某上市公司的產(chǎn)品)的樹脂澆注體的性能對比，表3是實(shí)施例1～4和對比實(shí)施例的碳纖維(t800)板的性能對比。將實(shí)施例1～4和對比實(shí)施例的樹脂做成127*12.7*3mm的澆注體，固化條件為：95℃(60分鐘)+105℃(40分鐘)+145℃(60分鐘)。將由實(shí)施例1～4和對比實(shí)施例的樹脂生產(chǎn)的高模量碳纖維預(yù)浸料制作成127*12.7*3mm樣片。表2樹脂澆注體的性能對比表3碳纖維(t800)樣片的性能對比通過表2和表3的對比，由本發(fā)明制備的高模量碳纖維預(yù)浸料用環(huán)氧熱熔膠的實(shí)施例1～4的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和沖擊強(qiáng)度都比對比實(shí)施例要高出10％以上。上述具體實(shí)施方式只是對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)解釋，本發(fā)明并不止僅僅局限于上述實(shí)施例，凡是依據(jù)本發(fā)明原理的任何改進(jìn)或替換，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12