一种耐腐蚀的高弹复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀的高弹复合纤维及其制备方法，所述制备方法是把玻璃纤维布浸润于树脂预浸液中，然后取出进行层叠、模压成型、后固化处理得到耐腐蚀的高弹复合纤维。所述预浸液为树脂预浸液，通过在树脂预浸液中添加树枝状纳米二氧化硅，其既可以做补强填料，也可以将玻璃纤维与树脂结合，起到桥梁作用，保证两者之间良好的界面结合，减少甚至杜绝因含浸不良而导致的基材空洞、树脂空洞等基材内部缺陷的产生而影响材料的力学性能，提高了耐腐蚀的高弹复合纤维的使用寿命。腐蚀的高弹复合纤维的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀的高弹复合纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及玻璃纤维复合材料
，尤其涉及一种耐腐蚀的高弹复合纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]复合材料是由两种或更多的独立相而组成的固体材料，在基于不同材料的特性与不同的成型工艺将几种材料互相取长补短，优化组合而制成，使复合而成的材料同时具备几种材料的优良特性。
[0003]玻璃纤维是一种性能优异且种类繁多的无机非金属材料，是纤维状的玻璃，经过高温熔制、拉丝、络纱、织布等工序制成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，玻璃纤维树脂基复合材料是目前应用最为广泛、工艺最为成熟的一种复合材料，其具有众多优异性能：易得、断裂伸长低、弹性模量高、防火、防霉、质轻、强耐酸碱腐蚀、灵活的可设计性、制造工艺优良以及其它性能如电绝缘性能、热性能均良好等特点，这些优异的性能使得玻璃纤维树脂基复合材料在军事航空，机械制造，土木工程等领域的应用已有近四十年的历史，并且在汽车制造、电气化工、电子产品以及生活休闲娱乐等多个领域也均得到了广泛的应用，在众多应用场合中复合材料已取代了金属、合金、陶瓷或木制品等一些传统的材料。
[0004]腐蚀是一个世界性的重大课题，应用于各个领域的材料，不可避免要接触到各种腐蚀性介质，所以提高材料的抗腐蚀性能是非常有必要的。
[0005]CN104369475A公开了一种耐腐蚀的玻璃纤维布，所述的耐腐蚀的玻璃纤维布包括最上层的树脂材料层、中间层的固化剂和最下层的玻璃纤维层组合而成，所述树脂材料层是聚碳酸酯，所述玻璃纤维层是玻璃丝，所述的聚碳酸酯占耐腐蚀的玻璃纤维布总体分量的23％
‑
44％，所述的固化剂占耐腐蚀的玻璃纤维布总体分量的10％
‑
24％，所述的玻璃丝占耐腐蚀的玻璃纤维布总体分量的44％
‑
55％。该专利技术提供一种耐腐蚀的玻璃纤维布，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高的优点。但是该专利技术存在树脂材料层和玻璃纤维层存在亲合性很差，结合强度不够，导致复合材料的强度不够容易发生破坏的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种耐久性好的具有耐腐蚀性的复合玻璃纤维材料。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种耐腐蚀的高弹复合纤维，通过将玻璃纤维布预浸、层叠、模压、固化等工艺完成耐腐蚀的高弹复合纤维材料的制备，改善了玻璃纤维与树脂材料的结合能力，提高了玻璃纤维布的层间结合力；对预浸玻璃纤维布进行层叠，克服了单层玻璃纤维脆性大、弹性差、不耐久的弱点，实现了玻璃纤维复合材料自身性能的颠覆性增长。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0009]一种耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0010]把玻璃纤维布浸润于树脂预浸液中，然后取出进行层叠、模压成型、后固化处理得到所述耐腐蚀的高弹复合纤维。
[0011]优选的，所述耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0012]S1将玻璃纤维布浸润于树脂预浸液中，浸润时间为20
‑
24h；浸润完成后取出，晾干备用；
[0013]S2将已浸润的玻璃纤维布层叠，总共叠20
‑
100层；
[0014]S3将已层叠好的玻璃纤维布，用平板机进行模压得到模压成型的玻璃纤维复合材料，模压成型温度110
‑
180℃，成型压力5
‑
220kg/cm2，抽真空时间0
‑
30秒，排气次数0
‑
100次，成型时间1
‑
60分钟；
[0015]S4把模压成型的玻璃纤维复合材料取出，用模具定型产品，最后进行后固化处理，后固化温度为110
‑
180℃，后固化时间为1
‑
60分钟即得所述耐腐蚀的高弹复合纤维。
[0016]优选的，所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布、高强玻璃纤维布、高模量玻璃纤维布中的一种。
[0017]优选的，所述树脂预浸液，包括如下重量份的组分：20
‑
80份环氧乙烯基酯树脂、5
‑
30份补强填料、10
‑
40份固化剂、0.1
‑
1份促进剂、1
‑
5份抗氧剂、100
‑
150份溶剂。
[0018]专利技术人采用环氧乙烯基酯树脂作为成膜剂，环氧乙烯基酯树脂是由环氧树脂与丙烯酸或甲基丙烯酸经开环聚合反应而成的一种变形环氧树脂，是一种耐腐蚀性能优异的树脂，具有密度低、优异的耐腐蚀性和加工性等特点被广泛的应用于玻璃钢容器、管道和化工防腐工程。
[0019]优选的，所述玻璃纤维布与树脂预浸液的用量比为1:50
‑
100g/mL。
[0020]优选的，所述补强填料为蒙脱土、碳酸钙、硅藻土、纳米二氧化硅、氮化硼、蛭石、氧化镁、氧化铝中的一种或两种以上的混合；
[0021]优选的，所述补强填料为纳米二氧化硅；进一步优选的，所述补强填料为树枝状纳米二氧化硅，其制备方法如下：
[0022](1)将尿素、十六烷基三甲基溴化铵溶于水中；加入环己烷、异丙醇搅拌；加入原硅酸四乙酯加热反应；离心，收集沉淀物；沉淀物经洗涤干燥后得到纤维状纳米二氧化硅；
[0023](2)将纤维状纳米二氧化硅分散于甲苯中；加入3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷，加热反应；冷却、离心，收集沉淀物；沉淀物经洗涤干燥后得到氨基丙基功能化纤维状纳米二氧化硅；
[0024](3)将氨基丙基功能化纤维状纳米二氧化硅、丙烯酸甲酯分散于甲醇水溶液中反应；过滤收集滤饼，滤饼经洗涤干燥后得到酯基功能化纤维状纳米二氧化硅；然后将酯基功能化纤维状纳米二氧化硅加入至三乙胺中反应，过滤，滤饼经洗涤干燥后得到树枝状纳米二氧化硅。
[0025]进一步优选的，所述树枝状纳米二氧化硅，其制备方法如下：
[0026](1)室温下，将2
‑
4g尿素、3
‑
5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于20
‑
50mL水中；加入100
‑
150mL环己烷、1
‑
5mL异丙醇，在转速为800
‑
1000rpm下搅拌2
‑
3h；然后以1
‑
2滴/秒的速度滴加8
‑
15mL原硅酸四乙酯；滴加完毕后加热至60
‑
80℃，反应20
‑
24h；反应结束后，将反应液离心10
‑
20min，收集白色沉淀物；沉淀物分别用水和75
‑
99wt％乙醇水溶液洗涤2
‑
3次，然后在40
‑
60℃下干燥10
‑
12h得到纤维状纳米二氧化硅；
[0027](2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：把玻璃纤维布浸润于树脂预浸液中，然后取出进行层叠、模压成型、后固化处理得到耐腐蚀的高弹复合纤维。2.如权利要求1所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1将玻璃纤维布浸润于树脂预浸液中，浸润时间为20
‑
24h；浸润完成后取出，晾干备用；S2将已浸润的玻璃纤维布层叠，总共叠20
‑
100层；S3将已层叠好的玻璃纤维布模压成型得到玻璃纤维复合材料，模压成型温度110
‑
180℃，成型压力5
‑
220kg/cm2，抽真空时间0
‑
30秒，排气次数0
‑
100次，成型时间1
‑
60分钟；S4把模压成型的玻璃纤维复合材料取出，用模具定型产品，最后进行后固化处理，后固化温度为110
‑
180℃，后固化时间为1
‑
60分钟即得所述耐腐蚀的高弹复合纤维。3.如权利要求1或2所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于：所述玻璃纤维布为无碱玻璃纤维布、高强玻璃纤维布、高模量玻璃纤维布中的一种。4.如权利要求1或2所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于，所述树脂预浸液，包括如下组分：环氧树脂、耐腐蚀树脂、补强填料、固化剂、促进剂、溶剂。5.如权利要求4所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、双环戊二烯环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂中的一种或两种以上的混合物。6.如权利要求4所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于：所述补强填料为蒙脱土、碳酸钙、硅藻土、纳米二氧化硅、氮化硼、蛭石、氧化镁、氧化铝中的一种或两种以上的混合物。7.如权利要求6所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于，所述补强填料为树枝状纳米二氧化硅，其制备方法如下：(1)将尿素、十六烷基三甲基溴化铵溶于水中；加入环己烷、异丙醇搅拌；加入原硅酸四乙酯加热反应；离心，收集沉淀物；沉淀物经洗涤干燥后得到纤维状纳米二氧化硅；(2)将纤维状纳米二氧化硅分散于甲苯中；加入3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷，加热反应；冷却、离心，收集沉淀物；沉淀物经洗涤干燥后得到氨基丙基功能化纤维状纳米二氧化硅；(3)将氨基丙基功能化纤维状纳米二氧化硅、丙烯酸甲酯分散于甲醇水溶液中反应；过滤收集滤饼，滤饼经洗涤干燥后得到酯基功能化纤维状纳米二氧化硅；然后将酯基功能化纤维状纳米二氧化硅加入至三乙胺中反应，过滤，滤饼经洗涤干燥后得到树枝状纳米二氧化硅。8.如权利要求7所述的耐腐蚀的高弹复合纤维的制备方法，其特征在于，所述树枝状纳米二氧化硅，其制备方法如下：(1)室温下，将2
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4g尿素、3
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5g十六烷基三甲基溴化铵溶解于20
‑
50mL水中；加入100
‑
150mL环己烷、1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤厚，邹大为，
申请(专利权)人：中山超分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：