[發明專利]一種乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法及其應用

有效

• 申請號: 201811233340.3
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109486120B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 王大為;楊琪琳;劉泉;洪斌;李添帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08L63/10
• 分類號: C08L63/10;C08L67/06;C08K9/00;C08K7/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法及其應用，本發明要解決現有化學方法對玄武巖短切纖維進行分散時，有雜質引入的技術問題。本發明通過高溫加熱溶解玄武巖短切纖維表面的工業石蠟，初步分散玄武巖短切纖維；然后用篩子將單絲狀的玄武巖短切纖維層層過濾；最后采用機械攪拌方法將玄武巖短切纖維以空間三維方式均勻分散于乙烯基樹脂中。本發明采用高溫處理、篩分分散與機械攪拌分散相結合的方法，將玄武巖短切纖維進行分散，使玄武巖短切纖維在三維空間內均勻分散于乙烯基樹脂中，保證了玄武巖短切纖維分散的均勻性，制備出高性能玄武巖短切纖維/乙烯基樹脂復合材料。本發明制備的復合材料用于航空航天、海洋工程、汽車、體育等行業。

技術領域

本發明涉及高分子纖維復合材料領域。

背景技術

玄武巖纖維是將玄武巖石料在1450～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維，因此玄武巖纖維具有優異的耐高溫性能。玄武巖短切纖維是用連續玄武巖纖維原絲經膨化處理短切而成的，是一種無機纖維，不僅具有強度高、模量高、斷裂應變能高、穩定性高、耐高溫、耐化學腐蝕性高等優點，還具有無毒、環保和低廉等優點，可制備成樹脂基復合材料，應用于航空航天、海洋工程、汽車、體育等領域。將玄武巖短切纖維加入乙烯基樹脂中，能夠改善乙烯基樹脂的性能，如力學強度(拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度)和韌性等。玄武巖短切纖維一般為束集狀態，當其直接加入乙烯基樹脂中時，玄武巖短切纖維一般以束集或團聚的方式存在。因此，玄武巖短切纖維加入乙烯基樹脂中前，應對玄武巖短切纖維進行適當的分散處理。

針對玄武巖短切纖維的分散，大多數學者采用調配不同的分散劑，即通過化學分散的方法對其進行分散。杜強(專利名稱：一種玄武巖短切纖維分散劑及其應用方法；專利號：CN201410717190.9)，研發了一種玄武巖短切纖維分散劑，該分散劑能夠使無機纖維表面迅速潤濕、表面勢能降低，提高固體質點間的勢能，從而達到分散的效果。李如燕(專利名稱：一種發泡混凝土用玄武巖短切纖維的分散方法；專利號：CN201710024830.1)，采用陰離子表面活性劑改善了玄武巖短切纖維表面，降低了玄武巖短切纖維之間的結合力，進而促進了玄武巖短切纖維的分散。目前，尚未發現單純用物理方法對玄武巖短切纖維進行分散的方法。

發明內容

本發明要解決現有化學方法對玄武巖短切纖維進行分散時，有雜質引入的技術問題，而提供的一種乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法。

一種乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法，具體按以下步驟進行：

一、將玄武巖短切纖維放入溫度為150～200℃的高溫爐中保持2～3h，冷卻，得到去除表面工業石蠟的產物A；

二、將步驟一得到的產物A在無水乙醇中浸泡5～6h，然后在丙酮中進行超聲清洗，烘干，得到產物B；

三、采用40目的篩子，將步驟二得到的產物B進行初次篩分，得到產物C；

四、采用50目的篩子，將步驟三得到的產物C進行二次篩分，得到產物D；

五、將步驟四得到的產物D與乙烯基樹脂混合，機械攪拌均勻，得到玄武巖短切纖維均勻分散于乙烯基樹脂中的混合物E，完成所述乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法。

步驟三和步驟四篩分時在篩子下放個干凈的小盆，用刷子將玄武巖短切纖維層層刷開，使其層層過濾到小盆中，每一層的短切纖維之間以任意角度互相交錯排列、纖維分散均勻。

一種乙烯基樹脂用玄武巖短切纖維的分散方法的應用，具體按以下步驟進行：

A、依次將固化劑和促進劑加入到混合物E中，攪拌均勻，得到混合物F；

B、將貼有脫模紙的模具放入真空干燥箱中預熱，然后將步驟A得到的混合物F倒入模具中，放入真空干燥箱，抽真空去除氣泡，然后在室溫中固化成型，得到玄武巖短切纖維增強乙烯基樹脂復合材料。