[發明專利]一種纖維增強復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110392708.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113291014B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉俊寧;呂玥曦
• 申請（專利權）人: 山東醫學高等專科學校
• 主分類號: B32B27/32
• 分類號: B32B27/32
• 代理公司: 山東辰華知識產權代理有限公司 37336
• 代理人: 霍英霞

本發明公開了一種纖維增強復合材料，包括依次連接的抗磨阻燃層，結構層和減震層，其中抗磨阻燃層為熱塑性樹脂、結構層為纖維增強熱固性樹脂、減震層為熱塑性橡膠，結構層和減震層之間通過互鎖部連接。首先將抗磨阻燃層，結構層和減震層分別制備成型后，在熱壓機中依次鋪設制備得到的各層，加壓并加熱，完成材料的整體成型。本發明將各功能層分開，阻燃抗磨層位于材料的外表面，提高了材料的表面強度。主體結構采用纖維增強樹脂，主要提供強度并實現減重。同時在內部設置減震層，能有效進行減震和降噪，提高了使用壽命。

技術領域

本發明涉及新材料技術領域，具體涉及一種纖維增強復合材料以及其制備方法。

背景技術

纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer，Fiber Reinforced Plastic，，FRP)是由增強纖維材料，如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，與基體材料經過纏繞，模壓或拉擠等成型工藝而形成的復合材料。纖維增強復合材料具有比強度高、比模量大、性能可設計性好、抗腐蝕性和耐久性能好等優點，近年來，在航空航天、汽車、艦船、建筑以及其他運輸業中得到越來越廣泛的應用。

目前纖維增強復合材料在應用時，往往面臨多種使用環境，需要兼具強度、耐磨、阻燃、減震等多種功能，而目前的通常做法是在復合材料中添加相應的填料或者對其進行改性得到，但由于材料本身是一個復雜的混合體系，制備過程中涉及各類反應，各組分之間相互作用，難以得到合理的組分工藝。因此改性的結果往往不好，同時各功能之間有可能相互影響，難以達到最優性能。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種纖維增強復合材料。

本發明完整的技術方案包括：

一種纖維增強復合材料，包括依次連接的抗磨阻燃層，結構層和減震層，其中抗磨阻燃層為熱塑性樹脂、結構層為纖維增強熱固性樹脂、減震層為熱塑性橡膠，結構層和減震層之間通過互鎖部連接。

優選的，抗磨阻燃層的組分包括：熱塑性樹脂基體100份；阻燃劑12~20份；陶瓷強化材料15~20份。

優選的，結構層為纖維增強熱固性樹脂層，采用纖維進行三維立體編織形成待浸體，然后對待浸體采用熱固性樹脂膠液進行浸漬和固化后得到。

優選的，減震層的組分至少包括聚酰胺50-55份，熱塑性丁基橡膠42-48份，硬脂酸3-5份，秋蘭姆促進劑2-4份，4010NA防老劑2-3份。

優選的，制備方法為：

（1）抗磨阻燃層的制備：首先按照樹脂基體：阻燃劑：陶瓷強化材料=100:15:20的重量份數分別配置原料，混合、加熱熔融、攪拌，使之形成物理共混狀態，隨后擠出造粒得到母料；隨后在注塑機中合模，將母料熔融后注入模具中使之成型。

（2）結構層的制備：采用纖維進行三維立體編織形成待浸體，然后對待浸體采用熱固性樹脂膠液進行浸漬和固化。

（3）減震層的制備：首先將聚酰胺和熱塑性丁基橡膠、防老劑、硬脂酸投料混煉排膠，冷卻后加入促進劑混煉排膠，放置一定時間備用。

（4）整體模壓成型，在熱壓機中依次鋪設制備得到的抗磨阻燃層、結構層和減震層，使熱壓機上下加熱模板加壓并同時加熱，完成材料的整體成型。

優選的，步驟1所用的樹脂機體為聚丁乙烯樹脂。

優選的，步驟1所用的阻燃劑可以采用硼酸鋅、氫氧化鋁或其混合物；

優選的，步驟1所用的陶瓷強化材料為氧化鋁粉。