[發明專利]一種紙增強樹脂基復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210266344.8
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102757574A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 姜再興;管世安;董巍;布赫;張冬潔;李晶波;張大偉;劉長瑜;黃玉東;劉麗;田雪松;周波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L101/00;C08L1/02;B29C70/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

技術領域

本發明涉及一種復合材料的制備方法。

背景技術

材料的復合化是材料發展的必然趨勢之一，近代以來，由于科學技術的迅速發展，對材料性能的要求也在日益提高，單質材料越來越難滿足高科技對材料性能的高要求，復合材料由于其優異的性能及其可設計性而得到人們的重視。纖維增強樹脂基復合材料是目前技術比較成熟且應用最為廣泛的一類復合材料，這種材料是用短切的或連續纖維及其織物增強熱固性或熱塑性樹脂基體經復合而成，因具有高比強度、高比剛度、耐腐蝕、安全破損性好、疲勞壽命高等優點，廣泛應用于航空、航天、兵器、船舶、交通、體育器材、基礎建設等許多領域。其中，連續纖維（玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維、PBO纖維等）增強樹脂基復合材料性能更加優異，廣泛用于結構型材料的制備。然而，纖維的高昂價格（特別是連續纖維），極大的限制了其應用。目前，樹脂基復合材料之所以沒有全面普及，價格使其最大的影響因素之一。

為此，在復合材料低成本化方面，人們進行了多方面的研究。例如，采用植物纖維作為增強材料，它資源豐富、價格低廉、密度比所有的無機纖維都小，而模量與無機纖維接近，其良好的力學和物理性質、環境協調性質為材料科學家所重視。其中，由植物纖維組成的紙漿纖維更成為今年來關注的焦點。紙漿纖維不同于木粉、稻桿，紙漿經過處理出去了木質素等物質，保留了較純的植物纖維素成分，因此與樹脂結合更好。目前，利用紙漿纖維的方法主要有：將紙張粉碎成粉狀，然后在混煉機中與樹脂混合、塑煉，如鄭鋒發明的一種生態復合材料及其制備方法（申請號：201110146023.X）、張效林等發明的一種廢舊報紙-廢舊聚丙烯復合材料的制備方法（申請號：201110189912.4）等；另一種增強效果比較好的方法是直接利用紙漿纖維最為增強體，這種方法由應繼儒等發明（聚合物/紙漿纖維復合材料的制備方法，申請號：200710051588.3）。

然而，眾所周之，短切纖維增強的復合材料性能遠遠不及連續纖維增強復合材料的性能。熱塑性樹脂制備的復合材料的綜合性能也遠不及熱固性樹脂制備的復合材料。另外，將紙張進行處理仍然要耗費很多資源，增加了其制備后材料的成本。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的復合材料增強體價格高昂、環保性差的問題，而提供一種紙增強樹脂基復合材料的制備方法。

本發明的一種紙增強樹脂基復合材料的制備方法是按照以下步驟進行的：一、將預處理好的紙張采用靜態浸漬法或動態浸漬法，浸漬于樹脂溶液中，即得紙增強樹脂基預浸料；二、將步驟一得到的紙增強樹脂基預浸料進行成型處理，然后進行脫模、修剪、切邊，即得紙增強樹脂基復合材料；其中，樹脂溶液是由樹脂與溶劑按質量比為1：1～5的比例混合而成；紙張與樹脂溶液的質量體積比為1g：10～40mL。

本發明的有益效果：

本發明直接采用紙張作為增強體制備聚合物基復合材料，不但省去了粉碎紙張所帶來的能源消耗、設備購置，而且直接應用紙張也帶來了制造成本的進一步下降（成本只相當于碳纖維復合材料的幾千分之一、玻璃纖維復合材料的幾百分之一，價格優勢明顯，前景廣闊），本發明所制備的復合材料性能較其他植物纖維等制備的復合材料性能有了極大的提高，部分性能接近碳纖維增強樹脂基復合材料，綜合性能基本與玻璃纖維增強樹脂基復合材料持平。本發明的方法操作簡單、成本低廉、環保、轉化效率更高、所制備復合材料性能更優良的制備連續紙張纖維增強樹脂基復合材料的制備方法。

附圖說明

圖1為紙增強環氧樹脂預浸料圖片；

圖2為紙增強樹脂基復合材料板材圖片；

圖3為紙增強樹脂基復合材料管材圖片。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式的一種紙增強樹脂基復合材料的制備方法是按照以下步驟進行的：一、將預處理好的紙張采用靜態浸漬法或動態浸漬法，浸漬于樹脂溶液中，即得紙增強樹脂基預浸料；二、將步驟一得到的紙增強樹脂基預浸料進行成型處理，然后進行脫模、修剪、切邊，即得紙增強樹脂基復合材料；其中，樹脂溶液是由樹脂與溶劑按質量比為1：1～5的比例混合而成；紙張與樹脂溶液的質量體積比為1g：10～40mL。