[發明專利]一種等離子改性玻璃纖維的制備裝置、方法及其應用

有效

• 申請號: 201610825349.8
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN106400460B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 楊國清;馮媛媛;楊越;王德意;寇長珍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: D06M10/02
• 分類號: D06M10/02;C08K9/00;C08K7/14;C08L63/00;D06M101/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

1.一種等離子改性玻璃纖維的制備方法，利用了等離子改性玻璃纖維的制備裝置，其特征在于：所述等離子改性玻璃纖維的制備裝置包括脈沖電源裝置、放電裝置以及測量裝置，所述的脈沖電源裝置包括脈沖電源（1）和與其相連接的電壓調節器（3），所述的放電裝置包括高壓電極（5）和地電極（6），在高壓電極（5）下表面設置有單邊阻擋介質（9），所述的測量裝置包括示波器（2）；

所述的高壓電極（5）與地電極（6）相對設置，所述的高壓電極（5）與脈沖電源（1）連接，旋轉電機（8）與地電極（6）連接；

所述的旋轉電機（8）與5V直流電源（11）連接，所述的地電極（6）下方設置有碳刷（7），所述的碳刷（7）一端接地，一端緊貼地電極，起到接地作用；

所述的示波器（2）與220V交流電源（4）連接，所述的示波器（2）與脈沖電源（1）通過兩根信號線連接，分別用來傳輸電壓信號和電流信號，所述的220V交流電源（4）還與脈沖電源（1）和電壓調節器（3）分別連接；

所述的脈沖電源裝置的型號為CTP2000K；所述的示波器（2）的型號為ADS1102；

等離子改性玻璃纖維的制備方法具體按照以下步驟實施：

步驟1，玻璃纖維的預處理，

步驟2，利用等離子改性玻璃纖維的制備裝置對步驟1進行過預處理的玻璃纖維進行等離子體改性；

所述的步驟1具體為：

步驟1.1，將玻璃纖維放入含有丙酮的超聲波清洗機中清洗0.5~1h，去除玻璃纖維表面污穢；所述的玻璃纖維的長度為0.15mm~0.2mm，單絲直徑為11μm~15μm；

步驟1.2，將步驟1.1中清洗后的玻璃纖維放入烘箱中烘干至無水分；烘干溫度為120℃~130℃，烘干時間8h~10h；

所述的步驟2具體為：

步驟2.1，將玻璃纖維放入該制備裝置的放電區域中，所述的放電區域是地電極（6）和單邊阻擋介質之間的區域，具體來說，玻璃纖維平鋪在地電極（6）上；

步驟2.2，開始處理，進行處理時的參數為：工作環境：空氣；工作氣壓為大氣壓下；工作溫度為25℃；脈沖電源的頻率為11kHz~12kHz；外加電壓峰值為20kV~22kV；高壓電極和地電極電極之間的放電功率為70W~71W；處理時間：180 s。

2.一種利用等離子改性玻璃纖維制備的復合材料，其特征在于，利用權利要求1所述的等離子改性玻璃纖維的制備方法制備的等離子改性玻璃纖維和環氧樹脂進行復合制備，其中等離子改性玻璃纖維和環氧樹脂的質量比為30:100~110，所述的等離子改性玻璃纖維采用所述的等離子改性玻璃纖維的制備裝置進行制備；

所述的復合材料按照以下方法制備，

步驟A，對環氧樹脂進行預加熱處理，加熱溫度為80℃~100℃，加熱時間為5min~10min；

步驟B，按照玻璃纖維和環氧樹脂的質量比為30:100~110的比例稱取玻璃纖維以及經步驟A預加熱后的環氧樹脂，并將兩者混合后放入超聲波水浴中進行加熱，溫度為50~60℃，同時進行攪拌，攪拌速度為1200r/min ~1400r/min ，攪拌時間20min~30min；

步驟C，在步驟B制成的分散均勻的混合液中加入固化劑和促進劑，所述的玻璃纖維的用量與固化劑和促進劑的質量滿足如下比例，玻璃纖維：固化劑：促進劑=30:70~80:1 ~1.5；

步驟D，將步驟C中攪拌均勻的混合液倒入提前預熱后且涂有脫模劑的不銹鋼模中，抽真空20min~30min，所述的不銹鋼模預熱時的溫度為80~100℃；

步驟E，將不銹鋼模放入到真空干燥箱中進行固化，按照一定時間梯度固化完全后，即制得等離子改性玻璃纖維與環氧樹脂的復合材料，所述的固化時間按照以下時間梯度進行：

100℃/1h+110℃/1h+120℃/1h+140℃/2h+150℃/1h。