2:1:200:20的質(zhì)量比放入裝置中進(jìn)行機(jī)械攪拌，以1500r/min的轉(zhuǎn)速，反 應(yīng)30min，得到分散好的短切碳纖維水溶液；將短切碳纖維水溶液倒入模具中，然后放在 KKTC下的鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，得到層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜；將層間增強(qiáng)增韌短切碳纖 維薄膜，放入天然大麻纖維布的鋪層中，可放置1層的層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜，然后 采用樹脂傳遞模塑的方法，使用不飽和聚酯體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；按照選用的 不飽和聚酯體系進(jìn)行固化成型，以25°C /24h的程序進(jìn)行固化成型，得到天然大麻纖維層間 增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試彎曲性能。
[0024] 實(shí)施例5
[0025] 將Imm短切碳纖維、纖維素納米纖維、去離子水、雙酚F型水性環(huán)氧樹脂以CF : NFC :H20 :WEP = 2:1:200:20的質(zhì)量比放入裝置中進(jìn)行機(jī)械攪拌，以1500r/min的轉(zhuǎn)速，反 應(yīng)30min，得到分散好的短切碳纖維水溶液；將短切碳纖維水溶液倒入模具中，然后放在 KKTC下的鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，得到層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜；將層間增強(qiáng)增韌短切碳纖 維薄膜，放入天然苧麻纖維布的鋪層中，可放置1層的層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜，然后 采用樹脂傳遞模塑的方法，使用酚醛樹脂體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；按照選用酚醛 樹脂體系，以l〇〇°C /lh+130°C /3h+200°C /2h的程序進(jìn)行固化，得到天然苧麻纖維層間增強(qiáng) 復(fù)合材料，測(cè)試其彎曲性能。
[0026] 實(shí)施例6
[0027] 將IOmm短切碳纖維、纖維素納米纖維、去離子水、氫化雙酚A型水性環(huán)氧樹脂以 CF :NFC :H20 :WEP = 2:1:200:20的質(zhì)量比放入裝置中進(jìn)行機(jī)械攪拌，以1500r/min的轉(zhuǎn)速， 反應(yīng)30min，得到分散好的短切碳纖維水溶液；將短切碳纖維水溶液倒入模具中，然后放在 KKTC下的鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，得到層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜；將層間增強(qiáng)增韌短切碳纖 維薄膜，放入天然亞麻纖維布的鋪層中，可放置1層的層間增強(qiáng)增韌短切碳纖維薄膜，然后 采用樹脂傳遞模塑的方法，使用不飽和聚酯體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；按照選用的 不飽和聚酯體系進(jìn)行固化成型，以25°C /24h的程序進(jìn)行固化成型，得到天然亞麻纖維層間 增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試彎曲性能。
[0028] 比較例I
[0029] 選用天然黃麻纖維布，裁成相應(yīng)尺寸后鋪層，然后采用樹脂傳遞模塑的方法，使用 合適的樹脂體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；按照選用的環(huán)氧樹脂+胺類固化劑體系進(jìn) 行固化成型，以90°C /lh+130°C /3h+180°C /2h的程序進(jìn)行固化成型，得到天然黃麻纖維層 間增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試彎曲性能。
[0030] 比較實(shí)例2
[0031] 選用天然大麻纖維布，裁成相應(yīng)尺寸后鋪層，然后采用樹脂傳遞模塑的方法，使用 不飽和樹脂體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；按照選用的不飽和聚酯體系進(jìn)行固化成型， 以25°C /24h的程序進(jìn)行固化成型，得到天然大麻纖維層間增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試其彎曲性 能。
[0032] 比較實(shí)例3
[0033] 選用天然苧麻纖維布，裁成相應(yīng)尺寸后鋪層，然后采用樹脂傳遞模塑的方法，使用 酚醛樹脂體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；將得到預(yù)浸纖維布采用模壓成型的方法，按照 選用酚醛樹脂體系，以l〇〇°C /lh+130°C /3h+200°C /2h的程序進(jìn)行固化，得到天然苧麻纖維 層間增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試其彎曲性能。
[0034] 比較實(shí)例4
[0035] 選用天然亞麻纖維布，裁成相應(yīng)尺寸后鋪層，然后采用樹脂傳遞模塑的方法，使用 不飽和聚酯樹脂體系進(jìn)行預(yù)浸膠，得到預(yù)浸纖維布；將得到預(yù)浸纖維布采用模壓成型的方 法，按照選用的不飽和聚酯體系進(jìn)行固化成型，以25°C /24h的程序進(jìn)行固化成型，得到天 然亞麻纖維層間增強(qiáng)復(fù)合材料，測(cè)試其彎曲性能。
[0036] 本發(fā)明中，一種用于不同濃度下制備的層間增強(qiáng)增韌的無(wú)規(guī)短切碳纖維薄膜增強(qiáng) 增韌天然黃麻纖維復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、儲(chǔ)能模量、損耗模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 的對(duì)比示于下表。
[0037]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征是包括如下步驟： (1) 將短切碳纖維、纖維素納米纖維、去離子水、水性環(huán)氧樹脂以（〇. 1~ 3) : 1:200: (20~30)的質(zhì)量份數(shù)比混合，在800~1500r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行機(jī)械攪拌10~ 30min，得到分散均勻的短切碳纖維水溶液；將短切碳纖維水溶液倒入模具中，然后放在 80~KKTC下的鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，得到層間增強(qiáng)用的短切碳纖維薄膜； (2) 將步驟（1)中制得的短切碳纖維薄膜置于纖維布中間進(jìn)行鋪層，采用樹脂傳遞模 塑的方法，將纖維布放入密封的裝置中，利用真空泵將樹脂抽入裝置中，直至完全被樹脂浸 潤(rùn)后，繼續(xù)抽真空直至氣泡完全脫出，得到無(wú)規(guī)短切碳纖維薄膜層間增強(qiáng)預(yù)浸纖維布； (3) 將步驟（2)制得的預(yù)浸纖維布采用模壓成型的方法，按照選用的樹脂體系的固化 制度進(jìn)行固化成型，制得無(wú)規(guī)短切碳纖維薄膜層間增強(qiáng)的纖維復(fù)合材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述短切碳纖維為1~IOmm的T300、T700或T800碳纖維的一種或幾種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述水性環(huán)氧樹脂為雙酚A型水性環(huán)氧樹脂、雙酚F型水性環(huán)氧樹脂、雙酚S型水性環(huán)氧樹 月旨、氫化雙酚A型水性環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述增強(qiáng)纖維為天然黃麻纖維、天然大麻纖維、天然苧麻纖維、天然亞麻纖維、玻璃纖維中 的一種或幾種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述固化體系為環(huán)氧樹脂體系、不飽和聚酯體系、酚醛樹脂體系的一種或幾種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料的制備方法，其解決了現(xiàn)有碳纖維復(fù)合材料的回收利用成本高、工藝復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題，其包括如下步驟：將短切碳纖維、纖維素納米纖維、去離子水、水性環(huán)氧樹脂混合、攪拌，得到短切碳纖維水溶液；倒入模具中，在鼓風(fēng)烘箱內(nèi)烘干，得到層間增強(qiáng)用的短切碳纖維薄膜；將短切碳纖維薄膜置于天然纖維布或玻璃纖維布中間進(jìn)行鋪層，采用樹脂傳遞模塑的方法，得到預(yù)浸纖維布；將預(yù)浸纖維布進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)，進(jìn)行固化成型，得到短切碳纖維層間增強(qiáng)纖維復(fù)合材料。本發(fā)明可用于碳纖維復(fù)合材料的回收和再利用。
【IPC分類】C08L1/02, C08K7/06, C08J5/04, B29C39/02, C08L97/02, C08L61/06, C08L67/06, C08K7/14, C08L63/00, B29C70/34
【公開號(hào)】CN104945854
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510436147
【發(fā)明人】于運(yùn)花, 李菁萱, 鄧泉, 楊小平
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日