中空碳纤维毡环氧树脂复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101851394A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101851394101851394A(43)申请公布日2010.10.06(21)申请号201010184683.2C08K5/17(2006.01)(22)申请日2010.05.27B29C39/10(2006.01)B29C39/42(2006.01)(71)申请人哈尔滨工业大学B29C39/44(2006.01)地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人温广武于洪明黄小萧钟博张晓东张涛白宏伟(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人韩末洙(51)Int.Cl.C08L63/02(2006.01)C08K13/06(2006.01)C08K9/04(2006.01)C08K7/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称中空碳纤维毡环氧树脂复合材料及其制备方法(57)摘要中空碳纤维毡环氧树脂复合材料及其制备方法，它涉及碳纤维环氧树脂复合材料及其制备方法。本发明解决了现有的碳纤维环氧树脂复合材料密度大和作为复合材料增强体的碳纤维三维编织困难的问题。本发明由中空碳纤维毡和环氧树脂胶制成；方法：将尿素和碳粉放入到石墨坩埚中，然后在气氛烧结炉中制成中空碳纤维毡；然后将中空碳纤维毡放入模具中，密封之后，真空灌注由双酚A型环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺组成的环氧树脂胶，然后模具经压制、真空干燥后得到中空碳纤维毡环氧树脂复合材料。本发明的中空碳纤维毡是自编织成的，该复合材料的密度仅为0.92g/cm3～0.94g/cm3，可以用于宇宙飞船、人造卫星、航天飞机和导弹上。CN1085394ACN101851394ACCNN110185139401851395A权利要求书1/1页1.中空碳纤维毡环氧树脂复合材料，其特征在于中空碳纤维毡环氧树脂复合材料是由中空碳纤维毡和环氧树脂胶制成的；其中中空碳纤维毡是由尿素和碳粉按质量比为50～150：1制成的；环氧树脂胶是由双酚A型环氧树脂、丙酮和二乙烯三胺组成的，其中双酚A型环氧树脂和丙酮的质量比100：5～10、双酚A型环氧树脂和二乙烯三胺的质量比为100：8～12。2.如权利要求1所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法按以下步骤进行：一、按尿素和碳粉的质量比为50～150：1称取尿素和碳粉并混合均匀，然后放入到带有顶盖的石墨坩埚中，盖好顶盖，再将石墨坩埚置于气氛烧结炉中，接着将气氛烧结炉抽真空，使炉内真空度达到0.1Pa～1Pa；二、向气氛烧结炉内充入高纯氮气或氩气，使气氛烧结炉内气体压强达到0.6MPa～2.5MPa；三、以5℃/min～30℃/min的速度使气氛烧结炉内的温度升至900℃～1500℃后保温1h～4h，然后随炉冷却到室温，打开石墨坩埚的顶盖，取出中空碳纤维毡；四、按质量份数比称取100份双酚A型环氧树脂、5份～10份丙酮和8份～12份二乙烯三胺，然后将丙酮加入到双酚A型环氧树脂中，搅拌均匀之后再加入二乙烯三胺，再搅拌均匀，得到环氧树脂胶；五、将经步骤三制备的中空碳纤维毡放入模具中，然后将模具密封，在真空度为0.1Pa～1Pa的条件下，将经步骤四制备的环氧树脂胶真空灌注至模具中；六、将经步骤五灌注后的模具在温度为15℃～30℃、压力为5MPa～10MPa的条件下保持1h～4h；七、再将经步骤六处理后的模具放在真空干燥箱中，在真空度为0.1Pa～1Pa、温度为80℃～120℃的条件下保持0.5h～2h，得到中空碳纤维毡环氧树脂复合材料。3.根据权利要求2所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中尿素和碳粉按质量比为60～140：1。4.根据权利要求2或3所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中气氛烧结炉内真空度为0.2Pa～0.9Pa。5.根据权利要求4所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中气氛烧结炉内压强为0.8MPa～2.3MPa。6.根据权利要求2、3或5所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中以8℃/min～28℃/min的速度使气氛烧结炉内的温度升至950℃～1400℃后保温1.5h～3.5h。7.根据权利要求6所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中按质量份数比称取100份双酚A型环氧树脂、6份～9份丙酮和9份～11份二乙烯三胺。8.根据权利要求2、3、5或7所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中的真空度为0.2Pa～0.8Pa。9.根据权利要求8所述的中空碳纤维毡环氧树脂复合材料的制备方法，其特征