以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术特别涉及一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法。复合材料为网架结构。本发明专利技术首次提出，将加强纤维与热固性树脂物理复合，因此各自保留了各自的优点，相互之间弥补了各自的缺点，并利用在固化之前，加强纤维与热固性树脂可塑性强，可以制成任意形状的特点，将其应用在网架结构上，实现了网架结构用于小尺寸、小维度的空间内的可能，本发明专利技术以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料集三者优点于一身，使其制成的板材、管材等产品具有很强的抗压强度、抗拉和抗冲击性能，由于中间中空，故其还具有用料少，质量低的特点。

【技术实现步骤摘要】
以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法（一）
本专利技术涉及一种复合材料，特别涉及一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法。（二）
技术介绍
网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。具有空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点。但是现有的网架结构由于材质的限制，无法用在小尺寸、小维度的空间内。热固性复合材料以热固性树脂为主要成分，配合以各种必要的添加剂通过交联固化过程成形成的制品。在制造或成型过程的前期为液态，固化后即不溶不熔，也不能再次热熔或软化。常见的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、醇酸树脂等。热固性复合材料抗压强度大，但是抗拉强度小。加强纤维有很强的抗拉强度，可以弥补热固性塑料这一缺点。而且热固性树脂在固化前为液态，纤维柔韧性高，可以制成任意形状，浸有热固性树脂的纤维束（若干纤维，根据需要决定纤维的数量）在树脂固化前，柔软可变形，固化后变成一刚性杆，具有抗拉、抗压、抗扭性能，因此可以将其应用在网架结构上，实现网架结构用于小尺寸、小维度的空间内的可能。（三）
技术实现思路
本专利技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法，工艺简单、制备方便。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料，其特殊之处在于：以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为网架结构。该网架结构制成板状、管状、球状、块状结构。网架结构的至少一表面由通过从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维编制密实。也可不用编制，直接用作承重构件。网架结构的基本单元为三角形。这一特性使制造小尺寸、小维度空间的网架变得简单、高效。所述网架结构、网架结构表面密实结构均为从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维编制而成。其中，热固性树脂80-100份、促进剂0.2-5份、固化剂0.2-2份，以上为重量份计。热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂。其中，环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂，氨基塑料为脲醛树脂、蜜胺树脂。不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂。环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂。缩水甘油醚类环氧树脂为二酚基丙烷型环氧树脂、酚醛多环氧树脂、多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂、脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂，呋喃树脂为糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮—甲醛树脂。所述加强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维。其中，聚酯纤维为聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯纤维、聚-2,6-萘二酸乙二酯纤维、以及多种改性的聚对苯二甲酸乙二酯纤维，玻璃纤维为E-玻璃纤维、C-玻璃纤维、高强玻璃纤维、AR玻璃纤维、A玻璃纤维、E-CR玻璃纤维、D玻璃纤维，碳纤维为碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维。所述促进剂为脂肪胺促进剂、酸酐促进剂、聚醚胺催化剂、潜伏型催化剂、胺类促进剂、锡类促进剂，其中，脂肪胺促进剂为DMP-30，EP-184，三乙醇胺，酸酐促进剂为BDMA，CT-152x，DBU，聚醚胺催化剂为EP-184，399，潜伏型催化剂为K-61B，CT-152X，胺类促进剂为三乙烯二胺，A-1，A-33，DC-829，锡类促进剂为二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡，CT-E229，固化剂为脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类、替代物固化剂。其中，脂肪族胺类固化剂为乙烯基三胺DETA、氨乙基哌嗪AE，芳族胺类固化剂为间苯二胺m-PDAMPD、二氨基二苯基甲烷DDMHT-972DEH-50，潜伏固化胺类固化剂为双氰胺。所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，包括以下步骤：设置固定钩；在树脂池中添加热固性树脂、促进剂；将加强纤维从热固性树脂、促进剂混合物中穿过，然后通过固化剂雾化装置添加固化剂；从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维在固定钩上缠绕编织成网架结构；将网架结构制成板状、管状、球状、块状结构，通过从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维将网架结构的至少一表面编制密实。从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维在相邻两固定钩上根据需要选择在固定钩上的缠绕次数并缠绕紧密形成网架结构的杆件，在固定钩的位置缠绕成球状结构作为网架结构的节点。本专利技术的有益效果是：本专利技术首次提出，将加强纤维与热固性树脂物理复合，因此各自保留了各自的优点，相互之间弥补了各自的缺点，并利用在固化之前，加强纤维与热固性树脂可塑性强，可以制成任意形状的特点，将其应用在网架结构上，实现了网架结构用于小尺寸、小维度的空间内的可能，本专利技术以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料集三者优点于一身，使其制成的板材、管材等产品具有很强的抗压强度、抗拉和抗冲击性能，由于中间中空，故其还具有用料少，质量轻的特点。由于其基本单元为世界上最稳定的固定的三角形结构，故根据需要制成的任意形状如球形、环形、平面、块的产品，其稳定性极好。综上所述该以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的出现，必将震惊材料界，值得推广。（四）附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图1为本专利技术的工艺流程图；附图2为本专利技术的复合材料形成的三角形基本单元的结构示意图；附图3为附图2基本单元的扩展的结构图；附图4为以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为球形的结构示意图；附图5为以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为板材的结构示意图；图中，1纤维架，2树脂池，3复合材料，4固定钩，5喇叭口状纤维布设器，6固化剂雾化装置。（五）具体实施方式实施例1本实施例的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）通过工装、工位设置固定钩4，固定钩4为以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料网架结构的节点，固定钩4根据成品的形状、尺寸进行定位，数量很多，固定钩4的位置决定网架结构内部尺寸及外形状；（2）在树脂池中添加酚醛树脂、促进剂DMP-30，酚醛树脂80份、促进剂DMP-300.2份；（3）将聚对苯二甲酸乙二酯纤维（纤维架1用于放置纤维坨的架体，加强纤维从纤维架1的纤维多孔板穿出，根据需要选择合适的纤维股数，若干纤维形成纤维束）从酚醛树脂、DMP-30混合物（置于树脂池2内，由滚轴压入池内液体）中穿过，通过固化剂雾化装置6，经固化剂雾化装置6添本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料，其特征在于：以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为网架结构。

【技术特征摘要】
1.一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：所述具有空间结构的复合材料以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为网架结构；上述具有空间结构的复合材料的制备方法，包括以下步骤：设置固定钩；在树脂池中添加热固性树脂、促进剂；将加强纤维从热固性树脂、促进剂混合物中穿过，然后通过固化剂雾化装置添加固化剂；从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维在固定钩上缠绕编织成网架结构。2.根据权利要求1所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：该网架结构制成板状、管状、球状、块状结构。3.根据权利要求1或2所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：网架结构的至少一表面由通过从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的纤维编制密实。4.根据权利要求1或2所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：网架结构的基本单元为三角形。5.根据权利要求3所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：所述网架结构、网架结构表面密实结构均为从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的纤维编制而成。6.根据权利要求5所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，其特征在于：热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂，纤维为聚酯纤维、玻璃纤维、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伯敏，
申请(专利权)人：山东柏远复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37