本发明涉及一种碳纤维增强树脂基复合材料，尤其涉及一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料。
背景技术：
：碳纤维增强树脂基复合材料是一种高强、轻质比的新型材料，其主要以碳纤维作为增强相，以树脂为连续相，其中，碳纤维包括但不限于pan基炭纤维、沥青基炭纤维等，树脂包括但不限于环氧树脂、abs、聚醚醚酮等。该复合材料主要的优点在于具有高强度的同时密度较小，其密度不到常见钢材料的1/6，并且成型要求低，能够加工成各种异形结构，同样也能够使用卯榫结构进行连接，用途广泛，具有广泛的应用前景。目前，碳纤维增强树脂基复合材料常用的成型方法有热压法、rtm工艺、真空罐热压法、缠绕成型法等，其成型方式多样，对于不同的材料适宜采用的方法不同。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，该复合材料具有较高强度，且沿纤维方向各向强度一致。本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为15～33g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2～0.5mm的聚碳酸酯薄膜，使用模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；(2)将3～9层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；所述单层聚碳酸酯薄膜的总层数为6～11层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的上述模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持2～5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料。其中，上述碳纤维无纬布，优选为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；上述聚碳酸酯薄膜，优选为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号可选择为longhuapc-801-4、801-omf、1811t、1811hc、811-st、811、811-b、811m、811s、813、813f、815、815f、816、832、832f、835、835f、835-7、836、818-b、635、532etc等；上述油性脱模剂，优选为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。作为进一步优选，上述碳纤维无纬布的面密度，优选为20g/m2。作为进一步优选，上述聚碳酸酯薄膜的厚度，优选为0.2mm。作为进一步优选，上述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，上述单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层。作为进一步优选，上述热压过程中保持真空时保持压力优选为5mpa。本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，该复合材料以炭纤维无纺布作为增强相，聚碳酸酯作为连续相，具有高强度，且沿纤维方向各向强度一致，产品性能好；其原料简单易得，储存期限长，储存环境要求低；其制备方法操作简单，制备周期短，对设备要求低。附图说明图1为本发明实施例1中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的结构示意图。图2为本发明实施例1中所述模具的结构示意图。图3为本发明实施例1中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的扫描电镜示意图。图4为本发明实施例1中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的平行于纤维平面的偏光示意图。图5为本发明实施例1中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料的弯曲试样示意图。具体实施方式下面将结合本发明的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，也并非是对其保护范围的限制。实施例1一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为20g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号选择为longhuapc-801-4；(2)将6层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.1所示：表1.1复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa30377.4916.4567.6819.52实施例2一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为15g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为801-omf；(2)将4层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.2所示：表1.2复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa15160.610.5292.810.5实施例3一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为15g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为1811t；(2)将5层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.3所示：表1.3复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa20225.7417.78476.7414.1实施例4一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为15g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为811-st；(2)将8层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.4所示：表1.4复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa30320.222.1599.820.1实施例5一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为33g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.5mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为811m；(2)将8层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.5所示：表1.5复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa36280.422.1600.522.3实施例6一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为33g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.5mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为835f；(2)将7层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为5层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持5mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.6所示：表1.6复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa25383.117.4570.320.0实施例7一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，它是依次按照以下步骤制得的：(1)取面密度为33g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.5mm的聚碳酸酯薄膜，使用规格为420mmx420mmx2mm的模具分别剪裁成规格为(415±5)mmx(415±5)mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；其中，碳纤维无纬布，为购进于宜兴市飞舟高新科技材料有限公司的产品类型为12kt700sc的产品；聚碳酸酯薄膜，为购进于绵阳龙华薄膜有限公司的产品，其型号为818-b；(2)将7层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；该碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，单层聚碳酸酯薄膜的总层数为5层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；(3)层叠好后再放入涂有油性脱模剂的模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持2mpa压力，热压完成后开模取出，即得到一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料；其中，油性脱模剂为美国银晶国际(香港)有限公司生产的牌号为lr-11的油性脱模剂。取本例中所制得的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，测得其性能如下表1.7所示：表1.7复合材料的力学性能碳纤维体积分数/％拉伸强度/mpa拉伸模量/gpa弯曲强度/mpa弯曲模量/gpa15140.210.7280.010.1当前第1页1 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技术特征：1.一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，它是依次按照以下步骤制得的：
（1）取面密度为15～33g/m2的碳纤维无纬布、厚度为0.2～0.5mm的聚碳酸酯薄膜，使用模具分别剪裁成规格为（415±5）mmx（415±5）mm大小的方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；
（2）将3～9层的所述单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将所述单层聚碳酸酯薄膜与所述碳纤维无纬布整层相互交替层叠；所述单层聚碳酸酯薄膜的总层数为6～11层，且最上层与最下层均为所述单层聚碳酸酯薄膜；
（3）层叠好后再放入涂有油性脱模剂的所述模具中，盖上上模板，放入真空热压机进行热压，热压时先在30min内由室温升到120℃，保温2h，再在90min内升温到300℃，保温20min，最后自然降温，整个热压过程中保持真空并保持2～5mpa压力，热压完成后开模取出。
2.如权利要求1所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述碳纤维无纬布的面密度为20g/m2。
3.如权利要求1或2所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述聚碳酸酯薄膜的厚度为0.2mm；所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料中，所述单层聚碳酸酯薄膜的总层数为10层。
4.如权利要求1或2所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述热压过程中保持真空时保持压力为5mpa。
5.如权利要求3所述碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述热压过程中保持真空时保持压力为5mpa。
技术总结本发明涉及一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料。它是依次按照以下步骤制得的：（1）取碳纤维无纬布、聚碳酸酯薄膜分别剪裁成方块，得到单层碳纤维无纬布、单层聚碳酸酯薄膜；（2）将3～9层的单层碳纤维无纬布，一起层叠为碳纤维无纬布整层；将单层聚碳酸酯薄膜与碳纤维无纬布整层相互交替层叠；单层聚碳酸酯薄膜的总层数为6～11层，且最上层与最下层均为单层聚碳酸酯薄膜；（3）层叠好后放入模具中盖上上模板，再放入真空热压机进行热压，热压完成后开模取出。该复合材料以炭纤维无纺布作为增强相，聚碳酸酯作为连续相，具有高强度，且沿纤维方向各向强度一致，产品性能好；其原料简单易得，储存期限长，储存环境要求低。
技术研发人员：李艳军;李诚;李轩科;朱辉;李保六
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2020.12.03
技术公布日：2021.03.12
