一种麻织物预浸料及复合材料制备方法技术

本发明专利技术公开一种麻织物预浸料及复合材料制备方法，该制造方法以面密度为100-180g/m2，厚度0.3-0.7mm的麻织物为增强体，及与麻纤维浸润性较好的环氧树脂为基体。其工艺流程如下：浸胶机参数调试，树脂胶液浓度40-60％，烘箱温度为30-70℃，走步速度为20-40Hz，压辊间距为织物厚度的70％(0.21-0.49mm)，得到满足工业用的预浸料。然后对预浸料要求进行铺层，进行模压得到麻织物增强复合材料，模压工艺为模压温度120-140℃，模压时间1.5-2.5h。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合材料领域，具体为一种麻织物预浸料及其复合材料的制备方法。
技术介绍
近几十年来人们对于高分子材料的研究逐渐从单一材料转向纤维增强复合材料，而作为增强体使用的纤维主要包括芳纶纤维、碳纤维以及玻璃纤维等高性能纤维，它们在航空航天、汽车、建筑、休闲运动等领域得到广泛应用，尤其是玻璃纤维因其优良的机械性能和廉价的市场，最为居多。但这些性能良好的纤维也存在诸如加工困难、耗能大、造价高、易造成环境污染等问题，对于环保要求愈来愈高的当代社会，以上诸缺点势必会对纤维增强复合材料的生产加工产生制约作用。但是随着对天然纤维的深入研究，人们发现天然纤维存在着独特的优势：其一是因为天然纤维资源丰富，价格低廉，密度比所有无机纤维都小，而模量和拉伸强度却与玻璃纤维等无机纤维相近；其二是天然纤维复合材料加工时耗能少，对加工设备的损耗小，有利于节约能源；而它最突出的优点是其具有生物降解性和可再生性，这是其它任何增强材料无法比拟的。而植物纤维织物在做预浸料时，存在耗时、加工困难、成本高等因素，因此本专利研发出植物纤维织物预浸料的制备工艺，以便于工业化生产。所做复合材料可应用于飞机、汽车、建筑等复合材料领域。在申请人检索的范围内，尚未发现用浸胶机制备麻织物预浸料的相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术拟解决的技术问题是提供一种麻织物增强环氧树脂基预浸料及复合材料制备方法。该制备方法包括浸胶机参数调试、预浸料制备、复合材料制备三个步骤。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，一种麻织物增强环氧树脂基预浸料及复合材料制备方法，该制备方法采用面密度为100-180g/m2，厚度为0.3-0.7mm的麻织物为增强体，环氧树脂为基体，使用浸胶机制备预浸料，再采用模压工艺制备复合材料。流程包括浸胶机参数调试、预浸料制备、模压复合材料三个步骤。所述的环氧树脂(YJ-80)为中温固化树脂；所述浸胶机参数调试，是对树脂胶液浓度，压辊间距，烘箱温度，走步速度四个参数进行调试，树脂胶液为丙酮稀释环氧树脂得到，浓度为40％-60％，压辊间距为织物厚度的70％(0.21-0.49mm)，烘箱温度为30-70℃，走步速度为20-40Hz；所述预浸料制备，根据预浸料性能要求调试浸胶机参数，得到满足要求预浸料；所述的复合材料制备，是指采用模压工艺及上述步骤所得预浸料制备复合材料，模压温度120-140℃，模压时间1.5-2.5h，模压压力5-15MPa，纤维与环氧树脂体积比为(60∶40)-(40∶60)。本专利技术所涉及麻织物增强环氧树脂基预浸料及复合材料制备方法的优点是：通过对浸胶机参数进行一系列实验研究，所得预浸料外观均匀，延展性好，粘性适中，挥发分含量小于2％，流动度20％左右，所开发的预浸料可满足工业化复合材料用预浸料的要求；该制备方法生产效率高，工艺简单，实现了麻织物预浸料的机械化生产，解决了麻织物预浸料手工制作耗时、加工困难、成本高等问题；可直接使用该麻织物预浸料制备复合材料，进而制作出成本低，降解性能好，环保型的麻织物增强复合材料；该复合材料拉伸强度为100-120MPa，弯曲强度为150-200MPa，剪切强度为15-19MPa，可用于汽车、建筑等领域，从而推广麻纤维在复合材料领域的应用。具体实施方式下面给出本专利技术的具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明。这些实施例仅适用于详细具体说明本专利技术的技术方案，并不限制本申请权利要求保护范围。实施例1苎麻布/环氧树脂(纤维与树脂体积比为60∶40)预浸料及复合材料制备。1麻织物及环氧树脂胶液准备取幅宽30cm，长20m，厚度0.3mm，面密度为135g/m2的苎麻布810g(苎麻纤维密度1.5g/m3)，需要将432g环氧树脂(密度1.2g/m3)溶于648g丙酮，即浓度40％的胶液1080g。由于预浸料制备过程中胶液会不断减少，当胶液少于600g时，胶液不能没过浸胶辊，因此可实际配制1680g胶液以确保所有预浸料制备完成。2浸胶机参数调试当胶液浓度为40％，温度65℃，速度30Hz，压辊间距0.21mm时，所得到预浸料纤维与树脂体积比为60∶40，挥发分含量为1.82％，流动度18.71％，可满足工业用预浸料挥发分≤2％，流动度12-20％的要求。3预浸料制备将配制成浓度40％的胶液倒入胶槽。调整浸胶机参数温度65℃，走步速度30Hz，压辊间距0.21mm，将卷好的苎麻布走过浸胶机，制备幅宽30cm预浸料。4复合材料制备采用模压成型工艺制备苎麻布/环氧树脂复合材料，苎麻纤维与环氧树脂的体积比分别为60∶40。取上述步骤制备的苎麻布预浸料，先将预浸料叠层放在液压机上，在10MPa压强下室温压制10min，使织物与树脂浸透均匀，随后将预浸料在3MPa、130℃条件下压制3min，卸压1min，再3MPa，130℃下压制3min，卸压，最后在10MPa、130℃下压制2h，冷却至室温后取出。所得复合材料拉伸强度为117.68MPa，模量为8.11GPa；弯曲强度为170.34MPa，模量为11.00GPa；剪切强度为18.10MPa。实施例2苎麻布/环氧树脂(纤维与树脂体积比为50∶50)预浸料及复合材料制备。1麻织物及环氧树脂胶液准备取幅宽30cm，长20m，厚度0.3mm，面密度为135g/m2的苎麻布810g(苎麻纤维密度1.5g/m3)，需要将648g环氧树脂(密度1.2g/m3)溶于648g丙酮，即浓度50％的胶液1296g。由于预浸料制备过程中胶液会不断减少，当胶液少于600g时，胶液不能没过浸胶辊，因此可实际配制1896g胶液以确保所有预浸料制备完成。2浸胶机参数调试当胶液浓度为50％，温度65℃，速度30Hz，压辊间距0.21mm时，所得到预浸料纤维与树脂体积比为50∶50，挥发分含量为1.91％，流动度19.36％，满足工业用预浸料挥发分≤2％，流动度12-20％的要求。3预浸料制备将配制成浓度50％的胶液倒入胶槽。调整浸胶机参数温度65℃，走步速度30Hz，压辊间距0.21mm，将卷好的苎麻布走过浸胶机，制备幅宽30cm预浸料。4复合材料制备采用模压成型工艺制备苎麻布/环氧树脂复合材料，苎麻纤维与环氧树脂的体积比分别为50∶50。取上述步骤制备的苎麻布预浸料，先将预浸料叠层放在液压机上，在10MPa压强下室温压制10min，使织物与树脂浸透均匀，随后将预浸料在3MPa、130℃条件下压制3min，卸压1min，再3MPa，130℃下压制3min，卸压，最后在10MPa、130℃下压制2h，冷却至室温后取出。所得复合材料拉伸强度为109.16MPa，模量为7.35GPa；弯曲强度为155.07MPa，模量为11.01GPa；剪切强度为15.07MPa。实施例3洋麻/棉(40/60)(纤维与树脂体积为60∶40)增强环氧树脂预浸料及复合材料制备。1麻织物及环氧树脂胶液准备取幅宽30cm，长10m，厚度0.6mm，面密度为150g/m2的苎麻布450g(纤维密度1.42g/m3，洋麻密度为1.3g/m3，棉麻纤维密度1.5g/m3)，需要将253.5g环氧树脂(密度1.2g/m3)溶于380.25g丙酮，即浓度40％的胶液633.75g。由于预浸料制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种麻织物预浸料制备方法，采用溶液法通过浸胶机制备预浸料，其中：所述的浸胶机参数为，树脂胶液浓度为40‑60％，烘箱温度为30‑70℃，走步速度为20‑40Hz，压辊间距为织物厚度的70％。

【技术特征摘要】
1.一种麻织物预浸料制备方法，采用溶液法通过浸胶机制备预浸料，其中：所述的浸胶机参数为，树脂胶液浓度为40-60％，烘箱温度为30-70℃，走步速度为20-40Hz，压辊间距为织物厚度的70％。2.一种权利要求1所述麻织物预浸料制备方法所得的预浸料，挥发分含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春红，贾瑞婷，徐贵海，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12