[發明專利]一種高性能纖維復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810886609.1
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109130402B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 萬明軍
• 申請（專利權）人: 濮陽玉潤新材料有限公司
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/12;B32B27/36;B32B27/34;B32B9/00;B32B9/04;B32B17/02;B32B17/06;B32B37/10;B32B37/06;D06M11/50;D06M11/38;D06M13/188;D06M11/45
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.一種高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將廢舊棉布清洗干凈，剪切成碎片，先用溫水浸泡24～36小時，然后加入氫氧化鈉、過氧化氫，攪拌混合均勻，先置于70～90℃的水浴鍋中加熱浸泡6～10小時，然后置于高壓設備中加熱至120～140℃，保溫浸泡10～14小時；

(2)將步驟(1)處理過的碎片用去離子水清洗干凈，然后放入磨粉機中磨成纖維，經過篩分處理后得到100～200目顆粒，然后在烘箱110℃溫度條件下，進行24小時干燥處理，得棉布纖維；

(3)將步驟(2)所得的棉布纖維與硬醋酸鈣、納米氧化鋁加入球磨機，在轉速為200r/min下攪拌20min，得到改性棉布纖維；

(4)將步驟(3)所得的改性棉布纖維與環氧樹脂、多異氰酸酯、高強聚乙烯、聚酰胺樹脂混合，然后置于密煉機中混煉30～50分鐘，然后再加入硬脂酸鹽、六偏磷酸鈉、三氧化二鋁、碳化硅、氧化石墨烯、改性硅藻土、納米二氧化鈦及阻燃劑，密煉40～60分鐘，然后置于冷混機進行混煉，得混合物，將混合物按質量比為2:1:1:2分為混合物A、混合物B、混合物C及混合物D；

(5)將聚酯纖維和高強碳纖維混紡形成經紗，將改性芳綸纖維和高強玻璃纖維混紡形成為緯紗，然后經紗和緯紗交織形成織物層，將織物層裁剪成和模具大小相同的三塊織物層A、織物層B、織物層C，備用；

(6)將混合物A、織物層A、混合物B、織物層B、混合物C、織物層C及混合物D按順序依次鋪設在模具內，然后預壓成型，得到預壓板；

(7)將步驟(6)所得的預壓板置于熱壓機中進行熱壓，所述熱壓過程如下：先升溫至90～100℃，控制熱壓時間為10～13分鐘，熱壓壓力為3～5MPa，再升溫至110～130℃，控制熱壓時間8～12分鐘，熱壓壓力為2～3MPa，最后降溫至70～80℃，控制熱壓時間為15～20分鐘，熱壓壓力為5～7MPa，然后自然冷卻至常溫，靜置24～36小時；

(8)將步驟(7)所得的產物按照規格要求進行沖切，沖切溫度控制在20～30℃，即得所述高性能纖維復合材料。

2.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中廢舊棉布、溫水、氫氧化鈉、過氧化氫的質量比為10:100:3:1。

3.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中棉布纖維與硬醋酸鈣、納米氧化鋁的質量比為10:1:1。

4.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，按重量份計，所述步驟(4)中改性棉布纖維的用量為10～20份、環氧樹脂的用量為20～30份、多異氰酸酯的用量為15～30份、高強聚乙烯的用量為19～26份、聚酰胺樹脂的用量為8～17份、硬脂酸鹽的用量為3～5份、六偏磷酸鈉的用量為2～4份、三氧化二鋁的用量為3～5份、碳化硅的用量為2～3份、氧化石墨烯的用量為1～4份、改性硅藻土的用量為4～7份、納米二氧化鈦的用量為2～4份及阻燃劑的用量為1～3份。

5.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，按重量份計，所述步驟(4)中改性棉布纖維的用量為15份、環氧樹脂的用量為25份、多異氰酸酯的用量為23份、高強聚乙烯的用量為24份、聚酰胺樹脂的用量為10份、硬脂酸鹽的用量為4份、六偏磷酸鈉的用量為3份、三氧化二鋁的用量為4份、碳化硅的用量為2.6份、氧化石墨烯的用量為2份、改性硅藻土的用量為6份、納米二氧化鈦的用量為3份及阻燃劑的用量為2份。

6.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中改性芳綸纖維的制備方法如下：

a、將芳綸纖維、抗紫外線處理劑及水按質量比為20:1:16混合，攪拌均勻，常溫常壓下浸泡5～7小時；

b、將步驟a所得的混合物按照常規的高溫高壓染色工藝進行處理，即得所述改性芳綸纖維。

7.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中預壓成型的壓力為5～8MPa。

8.根據權利要求1所述高性能纖維復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中熱壓過程如下：先升溫至95℃，控制熱壓時間為12分鐘，熱壓壓力為4MPa，再升溫至120℃，控制熱壓時間10分鐘，熱壓壓力為2.5MPa，最后降溫至75℃，控制熱壓時間為18分鐘，熱壓壓力為6MPa，然后自然冷卻至常溫，靜置30小時。