[發(fā)明專利]一種芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110563986.3
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113292822B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊莉;徐珍珍;陳緣;席玉松;丁峰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L77/10;D06M15/333;D06M15/11;D06M11/38;D03D25/00;D03D11/00;D03D15/283;D06M101/36
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發(fā)明公開了一種芳綸?環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。該芳綸?環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：將聚乙烯醇、變性淀粉、水混合均勻得漿料，用漿料對芳綸纖維上漿織造，之后置于堿液中水浴加熱，固定在置物板上，薄膜覆蓋并抽真空，注入環(huán)氧樹脂與固化劑的混合溶液，壓實放置，剝離即得芳綸?環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。通過上述方法制備的芳綸?環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料抗拉伸性能、抗彎曲性能、抗沖擊性能優(yōu)異，可用于制備安全防護、交通建設(shè)及航空航天材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著紡織技術(shù)的飛速發(fā)展，以纖維為主要原料的針織物、機織物及非織造布被廣泛用作為復(fù)合材料的增強體材料。芳綸復(fù)合材料應(yīng)用前景廣闊，并且具有高拉伸強度、高拉伸模量、低密度和減震、耐磨、耐沖擊、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異性能。同時還具有良好的耐化學(xué)腐蝕、耐熱、低膨脹、低導(dǎo)熱等突出的熱性能以及優(yōu)良的介電性能。芳綸模量遠遠大于玻璃纖維和鋼絲，芳綸的密度較小，比玻璃纖維輕40％左右，比典型的碳纖維輕20％左右，在安全防護和交通建設(shè)及航空航天材料使用中具有不可替代的作用。

目前，纖維增強體結(jié)構(gòu)多為多層、角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)或者鋪層層壓板結(jié)構(gòu)，其中專利CN110372998 A公開了一種芳綸纖維增強環(huán)氧樹脂基體復(fù)合材料及其制備方法，此法制備的復(fù)合材料雖具有高表層基體厚度，但是層壓復(fù)合材料的層與層之間作用力依靠由樹脂粘合，所以層壓復(fù)合材料的層間性能和抗沖擊強度較低，故當(dāng)其承受彎曲作用力或沖擊作用力時，材料層壓面間易出現(xiàn)裂紋，如層間裂紋等問題；專利CN 111793323 A公開了一種熱固性樹脂基芳綸復(fù)合材料及其制備方法，芳綸纖維織物是多層機織雙向布、單向布、無紡布或三維編織織物，雖增強了熱固性樹脂環(huán)氧樹脂界面結(jié)合性能，但是單純的織物鋪層方式使制備的復(fù)合材料具有抗沖擊性能差的缺點。

因此為實現(xiàn)制備高性能芳綸復(fù)合材料，亟待發(fā)展一種具備優(yōu)異界面性能的復(fù)合材料制備體系。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料及其制備方法，通過以芳綸纖維為增強體原料，環(huán)氧樹脂為基體，采用多層結(jié)構(gòu)單元與平紋結(jié)構(gòu)單元的不同配比制備多層織物，粘合經(jīng)紗沿厚度方向以一定角度交織成型，從而提高復(fù)合材料的層間性能，使制備的芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚乙烯醇、變性淀粉、水混合均勻，加熱至恒溫并攪拌得漿料，用漿料對芳綸纖維上漿后在避光條件下織造，之后置于堿液中水浴加熱，取出烘干得芳綸纖維機織物，將芳綸纖維機織物固定在置物板上，薄膜覆蓋并抽真空，注入環(huán)氧樹脂與固化劑的混合溶液，壓實放置，剝離即得芳綸-環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。

進一步地，所述聚乙烯醇、變性淀粉和水的質(zhì)量比為3:7:115，聚乙烯醇含固率為5％-10％。

進一步地，所述加熱至恒溫溫度為80℃-100℃，攪拌時間為2h-3h，攪拌在密封環(huán)境下進行，上漿溫度為100℃-120℃。

進一步地，所述堿液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-15％的NaOH溶液，水浴加熱溫度時間為2h-4h，烘干溫度為80℃-90℃。

進一步地，所述環(huán)氧樹脂與固化劑質(zhì)量比為100:27，環(huán)氧樹脂與固化劑的混合溶液配置時攪拌2-5min后靜置8-10min。

進一步地，所述織造方式為將角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)與平面雙軸向結(jié)構(gòu)進行復(fù)合配置，配置比為1-3:1-4。

進一步地，所述織造使用飛穿法穿筘，采用英制筘號為60的鋼筘，所有的紗線都采用一入一筘的方法。

進一步地，所述薄膜上刷有外用脫模劑。