本發明涉及粘結劑領域，特別涉及一種用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠。
背景技術：
：碳纖維復合材料具有高強度，高模量，輕質量等特征，其主要應用航空和軍工領域。近年來，由于國內碳纖維制造技術的發展，碳纖維生產成本不斷下降，碳纖維復合材料的制造成本也隨之下降。因此碳纖維復合材料在運動休閑行業、汽車制造行業和其他工業領域得到了飛速發展。當前，碳纖維復合材料的成型主要有手糊、rtm、模壓、卷繞、熱壓罐、拉擠等工藝。本發明的高模量碳纖維預浸料主要應用于模壓、卷繞、熱壓罐成型工藝。目前，碳纖維預浸料尤其是高模量碳纖維預浸料存在以下問題：1、由于高模量碳纖維具有模量高、脆性大的特征，現有的環氧熱熔膠的韌性不足以彌補高模量碳纖維的脆性大的缺陷，導致以此為基體樹脂的高模量碳纖維復合材料的抗彎強度和抗沖擊強度差。2、高模量碳纖維直徑比較細，在預浸料生產過程中纖維的展紗性難，現有的增韌型環氧熱熔膠主要采用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，從而導致碳纖維預浸料的纖維分布不均，平行度差，嚴重的會產生縫隙，進而影響碳纖維復合材料的力學性能。技術實現要素：本發明的目的是為了克服現有技術中的不足之處,公開一種用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠及其制備方法，彌補了現有的環氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，并解決了高模量碳纖維在預浸料生產過程中難展紗的問題，提高了高模量碳纖維制品的力學性能。本發明是這樣實現的：一種用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠，包括以下重量份比例的組分：優選地，雙酚f型環氧樹脂的環氧當量為160～180，型號是npef-170。優選地，中分子量環氧樹脂的環氧當量為460～800，包括npes901和npes904，其中npes901的重量份數為10-15份，npes904的重量份數為10-15份。優選地，改性環氧樹脂是指環氧當量為180～210，型號是nppn-638s。優選地，pvf樹脂的粘度是15s。優選地，增韌劑的型號是微粉聚四氟乙烯，粒徑小于5微米。優選地，微粉雙氰胺的型號為dyhard100sf。優選地，促進劑的型號為dyhardur400。優選地，表面活性劑是有機硅類表面活性劑或有機氟類表面活性劑的任意一種。優選地，所述石墨烯為改性型石墨烯。上述用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠的制備方法，它包括如下依序進行的步驟：步驟一、將35-55份雙酚f型環氧樹脂、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份促進劑加入到料桶內，用高速分散機在1440轉/分鐘分散均勻；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機研磨3-5次；步驟三、將20-30份中分子量環氧樹脂、10-15份改性環氧樹脂、3-5份pvf樹脂加入到攪拌釜內，在真空條件下，升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態下攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應釜，在真空條件下，以60轉/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浸料的環氧熱熔膠。本發明制備的用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠，不僅彌補了現有的環氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，提高了以環氧熱熔膠為基體樹脂的高模量碳纖維復合材料的抗彎強度和抗沖擊強度；并解決了高模量碳纖維在預浸料生產過程中難展紗的問題，使環氧熱熔膠對碳纖維的靜態浸潤性提高，提高碳纖維預浸料的纖維分布的均勻性以及平行度，進而提高碳纖維制品的力學性能。具體實施方式下面結合具體實施例來對本發明進行詳細的說明。(一)具體實施方式如下：一種用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠，由以下組分和重量份數比配制而成：一種高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠的制備方法，它包括如下依序進行的步驟：步驟一、將35-55份雙酚f型環氧樹脂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份促進劑dyhardur400加入到料桶內，用高速分散機在1440轉/分鐘分散均勻；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機研磨3-5次；步驟三、將10-15份中分子量環氧樹脂npes901、10-15份中分子量環氧樹脂npes904、10-15份改性環氧樹脂nppn-638s、3-5份pvf樹脂加入到攪拌釜內，在真空條件下，升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態下攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應釜，在真空條件下，以60轉/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浸料的環氧熱熔膠。本實施例制備的用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠是一種中溫固化體系，其在常溫下為半固態，70℃粘度為10000cps～20000cps，70℃可操作期為3-4小時，25℃環境下可儲存3個月，5℃以下可存儲6個月，-18℃下存儲12個月。不僅彌補了現有的環氧熱熔膠的韌性不足的缺陷，提高了以環氧熱熔膠為基體樹脂的高模量碳纖維復合材料的抗彎強度和抗沖擊強度；并解決了高模量碳纖維在預浸料生產過程中難展紗的問題，使環氧熱熔膠對碳纖維的靜態浸潤性提高，提高碳纖維預浸料的纖維分布的均勻性以及平行度，進而提高碳纖維制品的力學性能。本實施例所提供的用于高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠采用pvf、微粉聚四氟乙烯、改性型石墨烯來取代傳統增韌劑ctbn，具有以下優勢：pvb樹脂具有優異的韌性，其分子量與中分子量環氧樹脂相當，且與環氧樹脂的相容性好，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預浸料成型時可能產生的氣孔，減少缺陷，從而提高碳纖維制品的強度。其三，改性型石墨烯在增韌的同時，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也提高碳纖維的制品的剛性和表面硬度。(二)實施例如下：一種高模量碳纖維預浸料的環氧熱熔膠，由下表所示組分和重量份數比配制而成：原料實施例1實施例2實施例3實施例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實施例組分和重量份數明細具體操作工藝如下：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，用高速分散機在1440轉/分鐘分散均勻，然后將混合均勻的體系用三輥研磨機研磨3-5次；步驟二、分散均勻后，用三輥研磨機研磨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，在真空條件升溫至150℃，緩慢攪拌，至所有物料熔融完，繼續攪拌至體系由渾濁變成透明狀，然后保持真空狀態下，攪拌降溫到70℃；步驟四、將步驟二研磨好的物料加入到反應釜，在真空條件下，以60轉/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浸料的環氧熱熔膠。取本發明制備的高模量碳纖維預浸料用環氧熱熔膠，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氧熱熔膠制造成碳纖維預浸料。在此過程中發現使用本發明所提供的環氧熱熔膠所制造的高模量碳纖維預浸料的性能相對于對比實施例的樹脂要高，表2是實施例1～4和對比實施例(對比實施例是某上市公司的產品)的樹脂澆注體的性能對比，表3是實施例1～4和對比實施例的碳纖維(t800)板的性能對比。將實施例1～4和對比實施例的樹脂做成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)。將由實施例1～4和對比實施例的樹脂生產的高模量碳纖維預浸料制作成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，由本發明制備的高模量碳纖維預浸料用環氧熱熔膠的實施例1～4的彎曲強度、彎曲模量和沖擊強度都比對比實施例要高出10％以上。上述具體實施方式只是對本發明的技術方案進行詳細解釋，本發明并不止僅僅局限于上述實施例，凡是依據本發明原理的任何改進或替換，均應在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12