环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法

技术领域

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法，涉及树脂基复合材料制备领域。

背景技术

树脂基复合材料的原材料主要由树脂基体和增强材料组成，其历史悠久。随着科技的进步，树脂基体和可以作为增强材料使用的各种纤维不断出现，继玻璃纤维工业化生产之后，碳纤维也在工业化生产，碳纤维以其具有的低密度、高强度、高模量、尺寸稳定性好等优点被青睐。

当增强材料确定之后，复合材料的耐热性、耐老化性、综合性能、耐腐蚀性能等主要取决于树脂基体及其制备方法。因为即使碳纤维强度很高，如果没有与之相匹配的树脂基体及其制备方法，碳纤维的高强度也发挥不出来，其复合材料性能会大打折扣，这是树脂基复合材料业内众所周知的，也是毫无疑问的。

树脂基复合材料是由树脂基体和增强材料按照树脂基复合材料的制备方法制成的，制备方法中包括固化温度，简言之就是按照制备方法，在固化温度下，使树脂基体和增强材料通过化学交联反应，生成树脂基复合材料。

现有技术存在的问题:

现有树脂基体及其复合材料制备方法中的固化温度范围窄，超过这种固化温度范围，会使树脂基体及其复合材料性能大幅度下降，失去作为结构件可以应用的高性能。

现有树脂基体及其复合材料制备方法尚无集性能优良、多功能、环保、且固化温度范围宽—既可以在室温固化、还可以在高温固化、耐高温固化热老化、使用方便于一身的制备方法。

发明内容

本发明要解决现有技术存在的问题，突破现有树脂基体及其复合材料制备方法存在的技术难题，创造了集性能优良、多功能、环保、且固化温度范围宽—既可以在室温固化、还可以在高温固化、耐高温固化热老化、使用方便于一身的技术，而提供一种环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法。

本发明的技术方案：

环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法，该环保型高性能多功能树脂基体通过改性树脂、改性固化剂、增韧剂和助剂改性制成，改性树脂为树脂a和树脂b，改性固化剂为改性胺系列和间二氮茂类固化剂；

树脂a为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，树脂b为6150环氧树脂，改性胺系列固化剂包括改性胺Y和改性胺Z，改性胺Y为AF固化剂，改性胺Z为GY051固化剂，增韧剂为乙二醇二缩水甘油醚，助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；

树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z和助剂的质量比为100∶(0.01～100)∶(0.01～60)∶(0.01～60)∶(0.01～30)∶(0.01～30)∶(0.01～30)。

或者树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z和助剂的质量比为100∶(0～100)∶(0～60)∶(0～60)∶(0～30)∶(0～30)∶(0～30)。

本发明的环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料的制备方法按照以下步骤实现：

按照质量比为100∶(0.01～100)∶(0.01～60)∶(0.01～60)∶(0.01～30)∶(0.01～30)∶(0.01～30)；

或者按照质量比为100∶(0～100)∶(0～60)∶(0～60)∶(0～30)∶(0～30)∶(0～30)；

将树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z和助剂混合搅拌均匀，得到环保型高性能多功能树脂基体(简称为胶)。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备高性能复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸环保型高性能多功能树脂基体(胶)边按树脂基复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

或者，将增强材料制成预制件，然后采用所述的环保型高性能多功能树脂基体将预制件浸胶或将胶注入预制件，得到含胶的增强材料预制件。

步骤一中所述的增强材料为碳纤维及其织物或毡、玻璃纤维及其织物或毡、芳纶纤维及其织物或毡、玄武岩纤维及其织物或毡、PBO纤维及其织物或毡、晶须、石墨烯、氧化石墨烯、纳米材料、碳纳米管以及可用于复合材料的增强材料或填料；

步骤一中所述的树脂基复合材料成型工艺为缠绕成型、模压成型、手糊成型、拉挤成型、热压罐成型、非热压罐成型、RTM成型、喷射成型、注射成型、缠绕加铺放成型或铺放加缠绕成型、以及可用于树脂基复合材料的成型工艺；

二、将步骤一得到的增强材料预制件可以按以下的任意一种固化温度程序，即≤59℃，或≤150℃，进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能复合材料。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备高性能复合材料的方法，其特征在于步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1～4h，然后梯度升温至46～59℃，并在温度为46～59℃保持8～26h。

或者在室温下保持1～4h→梯度升温至130℃～150℃，并在温度为130℃～150℃保持0.1～10h。

或者在室温下保持1～10h，然后梯度升温至≤150℃，并在温度为≤150℃保持0.1～10h。

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法和应用包括以下有益效果：

1.本发明突破了现有树脂基体及其复合材料制备方法存在的技术难题，创造了集性能优良、多功能、环保、且固化温度范围宽—既可以在室温固化、还可以在高温150℃固化、耐高温固化热老化、使用方便于一身的树脂基体及其复合材料制备方法。

经验证，无论采用室温、中温、还是150℃的高温固化温度程序来固化该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样(单向环)拉伸强度≥2545MPa，层间剪切强度≥68Mpa，都具有可以作为结构件应用的高性能，表明本发明制备的树脂基体/碳纤维复合材料具有固化温度范围宽，且耐高温固化的热老化以及高性能和多功能的性质。

验证试验采用的是相同配比的树脂基体和相同的碳纤维增强材料，以及相同的纤维缠绕成型工艺制作的复合材料单向环试验件，不同的是固化温度，即分别采用不同的固化温度程序来固化该树脂基体/碳纤维复合材料，以便排除其它因素对其力学性能和其它性能的影响，其中室温固化温度程序(简称为室温固化)指从室温→梯度升至≤59℃、高温固化温度程序(简称为高温固化)指从室温梯度升至≥130℃～≤150℃、室温固化与高温固化之间的固化温度简称为中温固化。通过测定该树脂基体/碳纤维复合材料本身的力学性能，可用于证明该树脂基体/碳纤维复合材料是否具有固化温度范围宽，且耐高温固化的热老化以及高性能和多功能的性质。

参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件，参照相应GB标准，测定了按不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环拉伸性能和层间剪切性能。层间剪切强度可以衡量复合材料的界面性能，界面性能是复合材料性能中最重要的性能，因此测定了在不同固化温度制作的该树脂基体/碳纤维复合材料层间剪切强度和拉伸强度，用于验证试验。

参照GB/T1458-2008标准测定复合材料环形试样拉伸强度，经测定，采用固化温度程序为≤59℃固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度≥2549MPa；采用固化温度程序为≤150℃的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度≥2547Mpa，都具有可以作为结构件应用的高性能，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有力学性能优良和多功能的性质。

参照GB/T1461-2008标准测定复合材料环形试样层间剪切强度，经测定，采用固化温度程序为≤59℃固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度≥69MPa；采用固化温度程序为≤150℃的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度≥71MPa，都具有可以作为结构件应用的高性能，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料界面性能优良和多功能的性质，而界面性能是复合材料性能中最重要的性能。

以上表明本发明制备的树脂基体/碳纤维复合材料不仅具有固化温度范围宽，耐高温固化的热老化，而且具有高性能以及多功能的性质，既可以在室温、中温固化，还可以在高温150℃固化，经过150℃的高温固化后，该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样的拉伸强度和层间剪切强度与室温固化温度程序固化的相比差别较小，且都具有可以作为结构件应用的高性能，表明耐高温固化的热老化。

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料既可以按室温固化温度程序制作，也可以按中温、高温固化温度程序制作，不仅按室温固化温度程序制作的该树脂基体/碳纤维复合材料具有可以作为结构件应用的高性能，而且按高温固化温度程序制作的该树脂基体/碳纤维复合材料也具有可以作为结构件应用的高性能，表明耐高温固化的热老化，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有高性能和多功能的性质，以及固化温度范围宽的性质。

2.本发明制备和应用方法简单，整个制备过程无需抽真空、无需高压釜加压固化，也无需预先制作预浸料然后进行二次成型，且固化温度宽—既可以在室温固化、也可以在中温、高温固化、树脂基体及其复合材料耐高温固化热老化，不仅在室温固化可以制成高性能树脂基体及其复合材料，而且也可以在中温、高温固化制成高性能树脂基体及其复合材料。

3.本发明应用范围广，不仅可以根据与复合材料制品相连的其它配件材质的耐热要求选择室温固化还是高温固化，而且也可以选择在室温～150℃的温度范围内进行固化，固化温度范围之宽，不仅应用范围广，而且也可以保护设备，免受高温热老化，还可以节省能源，这是本发明的显著优点之一。

4.本发明组成材料为低毒环保，而且不加入挥发性溶剂，可以降低环境污染，利于环境保护和人体健康。

5.本发明的环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料具有性能优良、固化温度范围宽、使用方便和不含溶剂等特点，不仅能降低环境污染，而且制备和应用方法简单，所制备的树脂基体及其复合材料性能优良，可用于国防、民用和航空航天等高技术领域。

具体实施方式

具体实施方式一：环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法，其特征在于该环保型高性能多功能树脂基体通过改性树脂、改性固化剂、增韧剂和助剂改性制成，所述的改性树脂为树脂a和树脂b，改性固化剂为改性胺系列和间二氮茂类固化剂；

所述的树脂a为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，树脂b为6150环氧树脂，改性胺系列固化剂包括改性胺Y和改性胺Z，改性胺Y为AF固化剂，改性胺Z为GY051固化剂，增韧剂为乙二醇二缩水甘油醚，助剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚；

所述的树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z和助剂的质量比为100∶(0.01～100)∶(0.01～60)∶(0.01～60)∶(0.01～30)∶(0.01～30)∶(0.01～30)。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z和助剂的质量比为100∶(0～100)∶(0～60)∶(0～60)∶(0～30)∶(0～30)∶(0～30)。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述的间二氮茂类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述的助剂为2,4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚。

具体实施方式五：环保型高性能多功能树脂基体的制备方法，其特征在于制备方法按照以下步骤实施：

将树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z、助剂按照质量比为100∶(0.01～100)∶(0.01～60)∶(0.01～60)∶(0.01～30)∶(0.01～30)∶(0.01～30)；

或者将树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z、助剂按照质量比为为100∶(0～100)∶(0～60)∶(0～60)∶(0～30)∶(0～30)∶(0～30)混合搅拌均匀，得到所述的环保型高性能多功能树脂基体(简称为胶)。

具体实施方式六：应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸环保型高性能多功能树脂基体，边按树脂基复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

或者，将增强材料制成预制件，然后采用所述的环保型高性能多功能树脂基体将预制件浸胶或将胶注入预制件，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维及其织物或毡、玻璃纤维及其织物或毡、芳纶纤维及其织物或毡、玄武岩纤维及其织物或毡、PBO纤维及其织物或毡、晶须、石墨烯、氧化石墨烯、纳米材料、碳纳米管以及可用于复合材料的增强材料或填料；

步骤一中所述的树脂基复合材料成型工艺为缠绕成型、模压成型、手糊成型、拉挤成型、热压罐成型、非热压罐成型、RTM成型、喷射成型、注射成型、缠绕加铺放成型或铺放加缠绕成型、以及可用于树脂基复合材料的成型工艺；

二、将步骤一得到的增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能复合材料。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1～4h，然后梯度升至46～59℃，并在温度为46～59℃保持8～26h。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1～4h，然后梯度升至130℃～150℃，并在温度为130℃～150℃保持0.1～10h。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六不同的是步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1～10h，然后从室温梯度升温至≤150℃，并在温度为≤150℃保持0.1h～10h。

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料制备方法简单，所制备的复合材料综合性能优良，适用范围广，可用于国防和民用以及航空航天等高技术领域。

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料获得综合性能优良的主要原因在于树脂基体配方设计合理，以及通过树脂、固化剂、增韧剂进行的一系列有益的化学改性和增韧改性，及其引入的醚键、羟基、氨基等官能团协同增效，达到了树脂基体配方设计及其改性目的，因而生成环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料，其主要原理是基体配方中所含的各种树脂和固化剂通过化学改性和自身的性能，以及发生的加成反应，互相取长补短，各有各的作用，分别起高强度和耐热性以及可室温固化、中高温固化等不同的作用协同增效；同时采用可与树脂和固化剂发生化学交联反应的醚类增韧剂对树脂和固化剂进行增韧改性，该醚类不仅与树脂和固化剂的相容性好，而且它还能与树脂和固化剂发生化学交联反应，形成三维网状结构，在聚合物大分子链里镶嵌着树脂和固化剂分子链段以及韧性的醚类增韧剂分子链段，韧性的醚类增韧剂分子链段里镶嵌着起强度和耐热作用的树脂和固化剂分子链段，这些起不同作用的分子链段和官能团之间互相交织缠连，发生化学反应，形成了互相取长补短的聚合物新物质，不仅提高了树脂基体的韧性，也提高了树脂基体与增强材料之间的界面性能。因此树脂基体可与线膨胀系数不同的增强材料进行协调变形，进而提高了复合材料的力学性能和综合性能。通过树脂和固化剂以及与该醚类增韧剂分子之间发生的一系列有益的化学改性反应，不仅使树脂基体本身产生一系列有益的化学反应和交联反应，而且树脂基体与增强材料界面之间也发生一系列有益的化学反应和交联反应，而且该醚类增韧剂粘度低于橡胶类和热塑性增韧剂，不仅能降低基体的粘度，从而利于浸渍增强材料，而且工艺方法简单，无需加热，无需熔融，直接加入即可。

综上所述，本发明之所以能取得以上有益效果，主要原因是对树脂、固化剂、增韧剂和助剂之间配比的设计合理和选材合理以及改性合理，其固化反应机理主要是加成聚合，通过对树脂、固化剂、增韧剂和助剂之间配比的合理设计及其合理改性，形成了协同增效的聚合物新物质，得到了该树脂基体及其复合材料获得综合性能优良的结果，达到了本发明性能及其创新效果。

实施例一：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z按照质量比为100∶48∶42∶43∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体(简称为胶)制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸胶边按树脂基复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持3h，然后梯度升至56℃，在56℃保温17h。

或者在室温下保持3h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件，参照GB/T1461-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环层间剪切性能。

参照GB/T1461-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样层间剪切强度，经测定，采用固化温度程序为室温下保持3h，然后梯度升至56℃，在56℃保温17h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为69MPa；采用固化温度程序为室温下保持3h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为73MPa，都具有作为结构件可以应用的层间剪切性能，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有界面性能优良和多功能的性质，而界面性能是复合材料性能中最重要的性能。

实施例二：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z按照质量比为100∶48∶42∶43∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸胶边按复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持3h，然后梯度升至56℃，在56℃保温17h。

或者在室温下保持3h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件，参照GB/T1458-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环拉伸性能。

参照GB/T1458-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样拉伸强度，经测定，采用固化温度程序为在室温下保持3h，然后梯度升至56℃，在56℃保温17h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2555MPa；采用固化温度程序为在室温下保持3h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2552MPa，都具有作为结构件可以应用的拉伸强度，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有力学性能优良和多功能的性质。

实施例三：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z按照质量比为100∶48∶42∶43∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸胶边按树脂基复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1h，然后梯度升至58℃，在58℃保温14h。

或者在室温下保持1h，然后梯度升至122℃，在122℃保温8h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件，参照GB/T1461-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环层间剪切性能。

参照GB/T1461-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样层间剪切强度，经测定，采用固化温度程序为在室温下保持1h然后梯度升至58℃，在58℃保温14h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为71MPa；采用固化温度程序为在室温下保持1h，然后梯度升至122℃，在122℃保温8h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为74Mpa，都具有作为结构件可以应用的层间剪切强度，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有界面性能优良和多功能的性质，而界面性能是复合材料性能中最重要的性能。

实施例四：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z按照质量比为100∶48∶42∶43∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料边浸胶边按树脂基复合材料成型工艺进行成型，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持1h→梯度升至58℃，在58℃保温14h。

或者在室温下保持1h，然后梯度升至122℃，在122℃保温8h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样(单向环)试验件，参照GB/T1458-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环拉伸性能。

参照GB/T1458-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样拉伸强度，经测定，采用固化温度程序为在室温下保持1h，然后梯度升至58℃，在58℃保温14h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2553MPa；采用固化温度程序为在室温下保持1h，然后梯度升至122℃，在122℃保温8h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2551Mpa，都具有作为结构件可以应用的拉伸强度，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有力学性能优良和多功能的性质。

实施例五：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z、助剂按照质量比为100∶48∶42∶42∶0.6∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料制成预制件，然后采用所述的环保型高性能多功能树脂基体将预制件浸胶或将胶注入预制件，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持2h，然后梯度升至57℃，在57℃保温18h。

或者在室温下保持2h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件，参照GB/T1461-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环层间剪切性能。

参照GB/T1461-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样层间剪切强度，经测定，采用固化温度程序为在室温下保持2h，然后梯度升至57℃，在57℃保温18h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为70MPa；采用固化温度程序为在室温下保持2h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样层间剪切强度为73MPa，都具有作为结构件可以应用的层间剪切强度，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有界面性能优良和多功能的性质，而界面性能是复合材料性能中最重要的性能。

实施例六：

本实施例用以验证本发明树脂基体及其复合材料是否具有高性能多功能的性质。本实施例环保型高性能多功能树脂基体由树脂a、树脂b、增韧剂、改性胺Y、间二氮茂类固化剂、改性胺Z、助剂按照质量比为100∶48∶42∶42∶0.6∶0.6∶0.6混合搅拌均匀组成。

应用环保型高性能多功能树脂基体制备复合材料的方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

一、将增强材料制成预制件，然后采用所述的环保型高性能多功能树脂基体将预制件浸胶或将胶注入预制件，得到含胶的增强材料预制件；

步骤一中所述的增强材料为碳纤维。

二、将步骤一得到的碳纤维增强材料预制件按固化温度程序进行梯度升温固化，然后自然冷却，得到高性能碳纤维复合材料。

步骤二中所述的按固化温度程序进行梯度升温固化过程如下：在室温下保持2h，然后梯度升至57℃，在57℃保温18h。

或者在室温下保持2h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h。

得到固化后的碳纤维复合材料，然后将固化后的碳纤维复合材料自然冷却至室温，即得到环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料。

本实施例制备的环保型高性能多功能树脂基体/碳纤维复合材料，参照GB2578-81标准制作了复合材料环形试样(单向环)试验件。参照GB/T1458-2008标准，测定了在不同固化温度程序固化的该树脂基体/碳纤维复合材料单向环拉伸性能。

参照GB/T1458-2008标准测定该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样拉伸强度，经测定，采用固化温度程序为在室温下保持2h，然后梯度升至57℃，在57℃保温18h固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2552MPa；采用固化温度程序为在室温下保持2h，然后梯度升至150℃，在150℃保温10h的高温固化的该树脂基体/碳纤维复合材料，其复合材料环形试样拉伸强度为2550MPa，都具有作为结构件可以应用的拉伸强度，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有力学性能优良和多功能的性质。

上述实施例即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有高性能和多功能以及固化温度范围宽的性质。

以上表明本发明制备的树脂基体/碳纤维复合材料不仅具有固化温度范围宽，耐高温固化的热老化，而且具有高性能和多功能的性质。本发明不仅可以在室温固化制作出高性能复合材料，而且还可以在中温、高温固化制作出高性能复合材料，既可以在室温固化，还可以在中温、高温固化，经过150℃的高温固化后，该树脂基体/碳纤维复合材料环形试样的拉伸强度和层间剪切强度与室温固化的相比差别较小，并且都具有可以作为结构件应用的高性能，表明耐高温固化的热老化。

本发明环保型高性能多功能树脂基体及其复合材料既可以按室温固化温度程序制作，也可以按中温、高温固化温度程序制作，不仅按室温固化温度程序制作的该树脂基体/碳纤维复合材料具有可以作为结构件应用的高性能，而且按中温、高温固化温度程序制作的该树脂基体/碳纤维复合材料也具有可以作为结构件应用的高性能，即可证明该树脂基体/碳纤维复合材料具有高性能和多功能以及固化温度范围宽的性质。

本发明基体材料为低毒环保，不添加挥发性物质，利于环境保护和人体健康。

本发明制备和应用方法简单，所制备的树脂基体及其复合材料性能优良，应用范围广，可用于国防和民用以及航空航天等高技术领域。