[發明專利]一種耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110848579.7
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113402852B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 賈楊杰;梁超;郭宏
• 申請（專利權）人: 山西生物質新材料產業研究院有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/06
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，為改性木質素環氧樹脂和碳纖維交聯固化后得到，所述改性木質素環氧樹脂的制備原料包括：100份酶解木質素，80-120份二元醇，5-10份超支化多元醇，100-140份脂肪族二元酸/酸酐，20-30份含氟芳香族二元酸/酸酐，300-500份環氧稀釋劑，15-30份含環氧基硅烷偶聯劑；

所述改性木質素環氧樹脂是通過包括以下步驟的制備方法制得：

(S1)按照配比，將二元醇加入反應容器，再加入超支化多元醇，脂肪族二元酸/酸酐，含氟芳香族二元酸/酸酐，酶解木質素，在攪拌條件下加入反應容器，以硫酸水溶液為催化劑，在90～130℃下反應2～4小時，直到酶解木質素完全溶解；

(S2)在反應容器中繼續加入環氧稀釋劑和含環氧基硅烷偶聯劑，在70～100℃下反應2～4小時，即得改性木質素環氧樹脂。

2.根據權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，包括以下質量份的原料：20-30份改性木質素環氧樹脂，40-60份碳纖維材料，8-15份固化劑，0.1-0.3份固化促進劑。

3.根據權利要求2所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，所述固化劑為酸酐類固化劑，具體選自四氫苯酐、甲基四氫苯酐、六氫苯酐、甲基六氫苯酐、鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐的至少一種；所述促進劑選自N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基芐胺的至少一種；所述碳纖維材料選自碳纖維布、碳纖維紗或碳纖維氈。

4.根據權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，所述改性木質素環氧樹脂包括以下質量份的原料：100份酶解木質素，80-120份二元醇，5-10份超支化多元醇，100-140份脂肪族二元酸/酸酐，20-30份含氟芳香族二元酸/酸酐，300-500份環氧稀釋劑，15-30份含環氧基硅烷偶聯劑。

5.根據權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，所述含環氧基硅烷偶聯劑選自3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的至少一種。

6.根據權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，所述超支化多元醇為超支化聚醚多元醇和/或超支化聚酯多元醇，所述超支化多元醇的分子量為1000-3000，羥值為400-700mg KOH/g。

7.根據權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料，其特征在于，所述二元醇選自乙二醇，丙二醇，丁二醇，戊二醇，己二醇，環己二醇中的至少一種；和/或

所述脂肪族二元酸/酸酐選自乙二酸，丙二酸，戊二酸酐中的至少一種；和/或所述含氟芳香族二元酸/酸酐選自四氟鄰苯二甲酸酐，四氟鄰苯二甲酸，四氟對苯二甲酸中的至少一種；和/或

所述環氧稀釋劑選自乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-已二醇二縮水甘油醚的至少一種。

8.權利要求1所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(T1)按照比例將改性木質素環氧樹脂，促進劑和固化劑混勻；

(T2)將調配完畢的改性木質素環氧樹脂混合物均勻涂覆在碳纖維材料上；

(T3)將改性木質素環氧樹脂均勻涂覆的碳纖維材料放入烘箱，固化溫度110-150℃，固化時間2-6小時，完成固化，得到復合材料。

9.權利要求1-7任一項所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料的用途，其特征在于，用于航空航天、工業設備、運輸工具、壓力容器、風機葉片、醫療器械、體育用品的結構增強材料。

10.權利要求1-7任一項所述耐腐蝕的木質素環氧樹脂/碳纖維復合材料的用途，其特征在于，用于涉及海洋船舶，海上工程設備中長期接觸水性介質的材料。