[發明專利]一種玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611182956.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106751519B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 黎水平;王成雙;諸華軍;徐風廣;吳其勝;劉學然;侯海軍;崔崇;王占紅;張長森
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/10;C08K9/06;C08K7/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

本發明公開了一種玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料及其制備方法，該復合材料以環氧樹脂為基體，以改性玻璃纖維籠為增強體，其中，改性玻璃纖維籠為表面接枝超支化聚合物的玻璃纖維籠；玻璃纖維籠與環氧樹脂的重量比為1：10～100。其制備方法包括如下步驟：對玻璃纖維籠進行硅烷化處理；在硅烷化玻璃纖維籠表面浸漬包覆超支化聚合物，得到改性玻璃纖維籠；將環氧樹脂基體澆注入改性玻璃纖維籠中，固化，得到玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料。本發明的復合材料以改性玻璃纖維籠作為增強體，玻璃纖維籠表現出優異的力學性能，當復合材料受到外加載荷作用時，玻璃纖維籠承擔載荷作用，發揮結構優勢，能夠大幅提高環氧樹脂基復合材料的物理力學性能和韌性。

技術領域

本發明涉及一種環氧樹脂基復合材料及其制備方法，具體涉及一種玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂(epoxy resin)泛指含有兩個或兩個以上環氧基，以脂肪族、脂環族或芳香族等有機化合物為骨架并能通過環氧基團反應形成熱固性產物的高分子低聚體，具有液態、粘稠態、固態等多種形態。由于環氧樹脂具有優良的工藝性能、機械性能和物理性能，所制成的涂料、膠粘劑、復合材料樹脂基體、電子封裝材料等廣泛應用于機械、電子、電器、航空、航天、化工、交通運輸、建筑等領域。盡管環氧樹脂優點眾多，如優異的力學性能和熱穩定性，但由于其固化體系交聯密度高，固化過程中產生的內應力不易消除，導致固化體系脆性大，韌性不足，限制了環氧樹脂在眾多領域特別是先進材料領域中的應用。

玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高。將玻璃纖維用作環氧樹脂的改性材料，可大大提高環氧樹脂的抗拉強度、彈性模量，耐沖擊性、耐疲勞性以及斷裂韌性，具有極其重要的應用價值。但是，目前還沒有關于玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料的相關報道。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的在于提供一種玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料；本發明的第二目的在于提供該玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料的制備方法。

技術方案：本發明的玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料，其以環氧樹脂為基體，以改性玻璃纖維籠為增強體，該改性玻璃纖維籠為表面接枝超支化聚合物的玻璃纖維籠；其中，該玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料中，玻璃纖維籠與環氧樹脂的重量比為1:10～100。

上述玻璃纖維籠可為多種規則結構形式，優選其截面為三角形、正方形或正六邊形，上述三種結構成型加工便利、且在復合材料成型中易放置；其可由玻璃纖維沿縱橫向交錯編織而成，優選縱向上等距間隔編織，間隔距離為玻璃纖維長度的1/20～1/10；較優的，選用直徑為30μm，長度為100mm的玻璃纖維來編織；最好以E-玻璃纖維為編織原料。

接枝在玻璃纖維籠表面的超支化聚合物可為多種類型，優選為端氨基超支化聚合物、端環氧基超支化聚合物、端酚基超支化聚合物或端羥基超支化聚合物。

本發明的玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料的制備方法包括如下步驟：

(1)對1重量份的玻璃纖維籠進行硅烷化處理；

具體的，可將1重量份玻璃纖維籠浸入40重量份甲苯中，升溫至80℃，加入0.5重量份γ―氨丙基三乙氧基硅烷，回流4h、洗滌，80℃真空干燥12h，得到硅烷化玻璃纖維籠。

(2)在硅烷化玻璃纖維籠表面浸漬包覆超支化聚合物，得到改性玻璃纖維籠；

優選的，可將步驟(1)制得的硅烷化玻璃纖維籠加入20重量份超支化聚合物中，在60～110℃下浸漬3～10h，洗滌、干燥，得到改性玻璃纖維籠。

(3)將10～100重量份環氧樹脂基體澆注入改性玻璃纖維籠中，固化，得到玻璃纖維籠/環氧樹脂復合材料。