【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于環(huán)氧樹脂制備，具體涉及到一種改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、高分子材料作為材料中的一種重要分支，在各行各業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，深刻地影響著人們生產(chǎn)生活的方方面面，環(huán)氧樹脂作為一種重要的高分子材料，是一種綜合性能較好的熱固性樹脂，它具有良好的機(jī)械性能、粘接性能、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣、易成型加工等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于層汽車、電力電子、航空航天等各個領(lǐng)域。纖維增強(qiáng)樹脂成型品能夠利用長絲纏繞法、壓制成型法、手糊法、拉擠成型法、樹脂傳遞模塑法(resin?transfermolding,rtm)法等成型方法將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型，進(jìn)行制造。然而，環(huán)氧樹脂也有著一些缺點，如固化后材料的韌性較差，沖擊強(qiáng)度不高，而且材料的耐高溫性能也不好，無法滿足高溫下的長時間使用。這些都很大地制約了環(huán)氧樹脂在一些高端領(lǐng)域中的應(yīng)用，而且隨著相關(guān)行業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對環(huán)氧樹脂的性能要求也越來越高，環(huán)氧樹脂的這些缺點也逐漸對其在高端領(lǐng)域中的應(yīng)用產(chǎn)生制約，限制了環(huán)氧樹脂材料的發(fā)展。如何改善現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂韌性，沖擊強(qiáng)度，耐高溫性能等成為研究的重點。通常，采用纖維復(fù)合的方法可以有效實現(xiàn)上述目標(biāo)。
2、但是，復(fù)合材料是由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分，以一定的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在。對于玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料來說界面作用力很大程度上取決于纖維表面結(jié)構(gòu)，如表面粗糙度、孔隙結(jié)構(gòu)、活性基團(tuán)，同時也受到基體的化學(xué)結(jié)構(gòu)影響。對于復(fù)合材料來說，界面是基體和增強(qiáng)體間的橋梁，可以將力從基
3、當(dāng)前，針對材料的表面改性方法主要包括物理改性和化學(xué)改性。化學(xué)方法主要包括化學(xué)蝕刻、化學(xué)表面接枝等。已有研究表明，化學(xué)處理后的表面粗糙度、界面剪切強(qiáng)度(ifss)等性能均有顯著提高。但是化學(xué)處理可能會腐蝕表面，引入缺陷，降低其力學(xué)性能；此外，化學(xué)處理需要大量的水和化學(xué)物質(zhì)，對環(huán)境不友好。物理方法包括對玻璃纖維材料的表面進(jìn)行涂層、等離子改性、使用高能射線對玻璃纖維進(jìn)行輻射、超聲浸漬等。
4、近年來，等離子體處理作為一種表面改性的物理方法得到了很大的發(fā)展。等離子改性就是用等離子體轟擊纖維表面，一方面可以加大纖維表面粗糙度和潤濕性，從而提高和聚合物基體的結(jié)合強(qiáng)度；另一方面可以在纖維表面產(chǎn)生活性自由基，和單體聚合可以產(chǎn)生許多活性基團(tuán)。與化學(xué)刻蝕處理相比，等離子體處理減弱了表面缺陷而引起的力學(xué)性能降低的問題。此外，它是一個干燥的過程，因此對環(huán)境友好。但是氣體的種類、等離子體處理的時間、放電功率等工藝參數(shù)，以及改性后的玻纖與環(huán)氧樹脂地復(fù)合工藝，對于復(fù)合材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能存在重要影響。另外一方面，采用偶聯(lián)劑對玻纖進(jìn)行表面處理是通用的做法，使用偶聯(lián)劑充當(dāng)纖維和樹脂的中間層來改性界面。偶聯(lián)劑就像一座橋梁，橫跨于基體與纖維增強(qiáng)體之間，以化學(xué)鍵作用，大大提高了兩者的結(jié)合力和黏合性能，從而顯著提高材料力學(xué)性能。而偶聯(lián)劑用量以及處理時間均對于復(fù)合材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能存在重要影響。與此同時，由于在材料輕量化方面，玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料還有待進(jìn)一步改進(jìn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術(shù)的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術(shù)名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術(shù)名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術(shù)的范圍。
2、鑒于上述和/或現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本專利技術(shù)。
3、因此，本專利技術(shù)的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征在于：所述改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料包含環(huán)氧樹脂組合物和玻璃纖維的材料；
4、所述環(huán)氧樹脂組合物包含分子內(nèi)具有至少2個環(huán)氧乙烷基的環(huán)氧樹脂、脂肪族胺改性的胺類固化劑和顆粒增強(qiáng)材料；
5、所述環(huán)氧樹脂、固化劑和顆粒增強(qiáng)材料的質(zhì)量比為100:15～35:0.2～10；
6、所述玻璃纖維具有能夠與環(huán)氧樹脂形成共價鍵的表明官能團(tuán)；所述玻璃纖維占復(fù)合材料總質(zhì)量的20～50％。
7、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括，
8、對玻璃纖維和顆粒增強(qiáng)材料進(jìn)行預(yù)處理；
9、將預(yù)處理的玻璃纖維和顆粒增強(qiáng)材料分別置于偶聯(lián)劑溶液中在25～50℃下浸泡3～12h，干燥后固定于基板上，對玻璃纖維和顆粒增強(qiáng)材料表面進(jìn)行等離子體改性處理作為改性玻璃纖維復(fù)合材料備用；
10、將環(huán)氧樹脂、固化劑以及顆粒增強(qiáng)材料混合，攪拌均勻，作為基體材料備用；
11、在內(nèi)模上涂布一層基體材料，接著鋪一層改性玻璃纖維材料，重復(fù)涂布基體材料和改性玻璃纖維材料數(shù)次；
12、關(guān)閉外模與內(nèi)模，進(jìn)行熱壓固化，脫模后進(jìn)行二次加熱固化，即得改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
13、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述預(yù)處理包括丙酮浸漬、去離子水洗滌和烘干，其中，丙酮浸漬的時間為12～24h。
14、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述烘干的溫度為50～70℃；烘干時間為12～24h。
15、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述偶聯(lián)劑溶液包括無水乙醇和偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的濃度為10～40％。
16、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述攪拌均勻，其中，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000～2000rpm，攪拌時間為3～10min。
17、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述顆粒增強(qiáng)材料為空心玻璃微珠，空心玻璃微珠的粒徑為10～80μm。
18、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述等離子體改性處理的參數(shù)為：采用空氣或氧氣，氣體壓力0～100pa，高壓輸出電壓為3～7kv，頻率50±1khz，放電功率0～100ww，等離子體刷的移動速率為1mm/s，處理時間為600～900s。
19、作為本專利技術(shù)所述制備方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述玻璃纖維包括但不限于玻璃纖維織布、短玻纖、長玻纖；所述改性玻璃纖維材料的層數(shù)比基體材料的層數(shù)少1，貼近模具的上下層為基體材料，每次鋪入基體材料后，待基體材料完全浸潤改本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征在于：所述改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料包含環(huán)氧樹脂組合物和玻璃纖維的材料；
2.如權(quán)利要求1所述的改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括，
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述預(yù)處理包括丙酮浸漬、去離子水洗滌和烘干，其中，丙酮浸漬的時間為12～24h。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述烘干的溫度為50～70℃；烘干時間為12～24h。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述偶聯(lián)劑溶液包括無水乙醇和偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的濃度為10～40％。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述攪拌均勻，其中，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000～2000rpm，攪拌時間為3～10min。
7.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述顆粒增強(qiáng)材料為空心玻璃微珠，空心玻璃微珠的粒徑為10～80μm。
8.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述等離子體改性處理的參數(shù)為：采用空氣或氧氣，氣體壓力0～100Pa，高
9.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述玻璃纖維包括但不限于玻璃纖維織布、短玻纖、長玻纖；所述改性玻璃纖維材料的層數(shù)比基體材料的層數(shù)少1，貼近模具的上下層為基體材料，每次鋪入基體材料后，待基體材料完全浸潤改性玻璃纖維復(fù)合材料后再次疊層。
10.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：當(dāng)改性玻璃纖維材料的層數(shù)不少于2層時，要求改性玻璃纖維材料需要在鋪設(shè)時保持經(jīng)向一致。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征在于：所述改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料包含環(huán)氧樹脂組合物和玻璃纖維的材料；
2.如權(quán)利要求1所述的改性玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括，
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述預(yù)處理包括丙酮浸漬、去離子水洗滌和烘干，其中，丙酮浸漬的時間為12～24h。
4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述烘干的溫度為50～70℃；烘干時間為12～24h。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述偶聯(lián)劑溶液包括無水乙醇和偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑的濃度為10～40％。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述攪拌均勻，其中，攪拌的轉(zhuǎn)速為1000～2000rpm，攪拌時間為3～10min。
7.如權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘聲，王立漢，馮積家，劉德先，陳子睿，謝宏韜，翁中秀，陳巖，王錄亮，
申請(專利權(quán))人：海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司?？谧冸娺\(yùn)檢分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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