本發明涉及一種預浸料，尤其涉及一種碳纖維環氧樹脂預浸料。

背景技術：

碳纖維是一種具有很高強度和模量的耐高溫纖維，為化纖的高端品種。它是同時具有碳素材料的結構特性和纖維材料特征的高性能纖維，碳纖維復合材料由于其優良的物理性能在航空航天、建筑、汽車工業等領域得到了廣泛的使用和發展。

預浸料制備是獲得碳纖維復合材料的常用方法，其中，碳纖維環氧樹脂預浸料是制備碳纖維環氧樹脂復合材料的中間產物。它的力學性能將直接影響碳纖維環氧樹脂復合材料的力學性能。在過去很長一段時間，預浸料由于其成本高未得到大量生產和發展，我國在碳纖維的生產和研發都處于較低水平，碳纖維常年依靠進口，預浸料的浸潤性不夠理想，直接影響其固化后的耐高溫性能和強度。

技術實現要素：

為了解決上述問題中的不足之處，本發明提供了一種碳纖維環氧樹脂預浸料。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種碳纖維環氧樹脂預浸料，具體由下列質量比的組分組成：

環氧樹脂混合物80％-90％、固化劑5％-10％以及促進劑5％-10％；

環氧樹脂混合物由酚醛樹脂和環氧樹脂組成，酚醛樹脂占環氧樹脂混合物的總比例為50％以上；

環氧樹脂選取雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂其中的任一種；

固化劑與促進劑的比例為1：1到2：1之間；

固化劑為胺類固化劑或者為二氨基二苯砜；

促進劑選取脲衍生物、咪唑類化合物的衍生物其中的任一種或兩種的組合。

其中，胺類固化劑為芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺其中的任一種。

脲衍生物為二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亞苯基-二苯基-雙二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一種。

咪唑類化合物的衍生物為1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水楊酸鹽、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽其中的任一種。

本發明提供的碳纖維環氧樹脂預浸料，其樹脂混合物和纖維之間具有良好的浸潤性，該預浸料固化后，具有很好耐高溫性能和強度。

具體實施方式

本發明提供的碳纖維環氧樹脂預浸料由下列質量比的組分組成：環氧樹脂混合物80％-90％、固化劑5％-10％以及促進劑5％-10％；

其中，環氧樹脂混合物由酚醛樹脂和環氧樹脂組成，酚醛樹脂占環氧樹脂混合物的總比例為50％以上；環氧樹脂選取雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、多酚型縮水甘油醚環氧樹脂、脂肪族縮水甘油醚型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂其中的任一種；

固化劑與促進劑的比例為1：1到2：1之間；

固化劑為胺類固化劑或者為二氨基二苯砜；其中，胺類固化劑可以為芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺其中的任一種。

促進劑選取脲衍生物、咪唑類化合物的衍生物其中的任一種或兩種的組合(即本發明的促進劑可以單獨使用其中的一種，或者采取兩種衍生物的搭配組合)。

脲衍生物為二甲基苯基脲、二甲基咪唑脲，亞苯基-二苯基-雙二甲脲、3-苯基-1，1-二甲脲尿素衍生物其中的任一種。

咪唑類化合物的衍生物為1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物、2-甲基咪唑-水楊酸鹽、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽其中的任一種。

本發明所用到的固化劑選取原則：一般固化劑只要能夠使環氧樹脂固化即可作為固化劑，優先選用胺類固化劑例如雙氰胺用作環氧樹脂的固化劑，此外二氨基二苯砜等芳香胺、脂肪胺、雙氰胺、含硫尿素胺等、以及它們的異構體、改性體都可以采用，并不局限于本實施例提供的具體組合物。

下面結合具體實施例說明本發明組合配比后得到的預浸料的各項參數數值。

實施例一：

按質量比，環氧樹脂混合物為90％(其中，酚醛樹脂為50％，雙酚A環氧樹脂為40％)、固化劑(雙氰胺為5％)、促進劑(二甲基苯基脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為266℃，拉伸強度為65.7GPa，拉伸模量為3.1GPa，延伸率為5.5％。

實施例二：

按質量比，環氧樹脂混合物為90％(其中，酚醛樹脂為60％，雙酚A環氧樹脂為30％)、固化劑(芳香胺為5％)、促進劑(二甲基咪唑脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為262℃，拉伸強度為67.1GPa，拉伸模量為2.9GPa，延伸率為5.2％。

實施例三：

按質量比，環氧樹脂混合物為85％(其中，酚醛樹脂為50％，雙酚F型環氧樹脂為35％)、固化劑(雙氰胺為10％)、促進劑(亞苯基-二苯基-雙二甲脲為5％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為269℃，拉伸強度為65.9GPa，拉伸模量為3.2GPa，延伸率為5.4％。

實施例四：

按質量比，環氧樹脂混合物為87.5％(其中，酚醛樹脂為53％，多酚型縮水甘油醚環氧樹脂為34.5％)、固化劑(脂肪胺為7.5％)、促進劑(3-苯基-1，1-二甲脲為5％)。

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為265℃，拉伸強度為64GPa，拉伸模量為3.3GPa，延伸率為4.9％。

實施例五：

按質量比，環氧樹脂混合物為87.5％(其中，酚醛樹脂為57.5％，雙酚S型環氧樹脂為30％)、固化劑(雙氰胺為7.5％)、促進劑(二甲基苯基脲為3％、甲硅烷基咪唑多羥酸鹽為2％)。

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為270℃，拉伸強度為65.3GPa，拉伸模量為3.2GPa，延伸率為5.3％。

實施例六：

按質量比，環氧樹脂混合物為85％(其中，酚醛樹脂為52％，縮水甘油酯型環氧樹脂為33％)、固化劑(含硫尿素胺為7.5％)、促進劑(亞苯基-二苯基-雙二甲脲為4％、2-甲基咪唑-水楊酸鹽為3.5％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為269℃，拉伸強度為65.8GPa，拉伸模量為3.3GPa，延伸率為5.2％。

實施例七：

按質量比，環氧樹脂混合物為80％(其中，酚醛樹脂為50％，脂肪族縮水甘油醚型環氧樹脂為30％)、固化劑(脂肪胺為12％)、促進劑(二甲基咪唑脲為6％、2-4-咪唑*已二酸-草酸鹽為2％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為265℃，拉伸強度為68.2GPa，拉伸模量為3.2GPa，，延伸率為5.5％。

實施例八：

按質量比，環氧樹脂混合物為82％(其中，酚醛樹脂為53％，縮水甘油胺型環氧樹脂為29％)、固化劑(雙氰胺為10％)、促進劑(1-(2-氨基乙基)-2-甲基咪唑-甲苯二異氰酸醋加成物為8％)；

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為268℃，拉伸強度為65.1GPa，拉伸模量為3.3GPa，，延伸率為5％。

實施例九：

按質量比，環氧樹脂混合物為86％(其中，酚醛樹脂為56％，雙酚A環氧樹脂為30％)、固化劑(二氨基二苯砜為7％)、促進劑(2-甲基咪唑-水楊酸鹽為7％)。

上述組合物形成的碳纖維環氧樹脂預浸料，其Tg點為263℃，拉伸強度為66.2GPa，拉伸模量為2.9GPa，延伸率為5.2％

本發明上述實施例得到的預浸料固化后，材料Tg點均大于260℃，單位面積纖維重量從20-100g/m2不等。

上述實施方式并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的技術方案范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發明的保護范圍。