[发明专利]一种阻燃型碳纤维浸渍粘合剂及其复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粘合剂组合物，具体涉及一种阻燃型粘合剂组合物及其使用该组合物的碳纤维复合材料。

背景技术

碳纤维是一种高强材料，因而用于建筑结构补强时对粘贴树脂的浸润性能、工艺性能和物理力学性能有着严格的要求，粘贴碳纤维加固建筑结构的方法是目前加固领域最为常见的一种，通过浸渍树脂将抗拉强度极高的碳纤维粘贴到需要结构补强的位置，使纤维与原有建筑结构共同受力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。粘结树脂应为环氧树脂类有机高分子材料，易于点燃，燃烧时产生大量热量并伴有强烈刺激性的浓烟产生，火灾发生时会提高火场温度，进而增强火势，扩大火焰蔓延势头和传播速率，刺激性浓烟会阻碍人员逃生和救援人员施救，造成更大的人员伤亡，当其裸露在建筑结构表面时为火灾的发生埋下隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种阻燃型粘合剂组合物及其使用该组合物的碳纤维复合材料。通过技术防范使浸渍树脂达到难燃材料级别，阻止碳纤维复合材料层的燃烧，降低因为浸渍树脂导致火灾发生的可能性，减缓火势的蔓延和传播，降低刺激性浓烟。同时，最大限度的保留浸渍树脂的施工工艺性能和物理力学性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种阻燃型碳纤维浸渍粘合剂，由以下重量份的双组分制备而成：

A组分：

B组分：

固化剂               25-50份；

硅烷偶联剂           0.1-2.0份；

固化促进剂           0.1-3.0份。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了上述的一种阻燃型碳纤维浸渍粘合剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、按权利要求1所述的配方分别称取个组分；

S2、将步骤S1称取的固体成与部分液体树脂组分混合后分置于研磨设备中研磨均匀，加入步骤S1称取的液体组分在高剪切搅拌设备中混合均匀，形成阻燃粘合剂的液态分散体；

S3、将步骤S2所得的液态分散体涂布于被粘接基面和碳纤维织物上，辊压涂平待固化后形成阻燃型碳纤维复合材料层，固化温度20-40℃，固化时间应＞24h。

本发明通过添加适当的阻燃材料(单一或组合)成分于环氧树脂固化体系中，使其达到符合相关国家阻燃标准对于阻燃类建筑制品的强制性要求和相关国家加固标准对于碳纤维浸渍树脂技术指标的强制性要求，适用于有防火要求的加固工程，如公共场所、重要结构加固、木结构加固、桥梁、地铁隧道和人防工程的补强加固等；这是一种用于粘贴碳纤维增强材料的常温固化的专业性的双组分粘合剂(浸渍树脂)，主要由改性环氧树脂体系、固化体系、环保型阻燃组分和其他助剂构成，它所达到的效果是使易燃的遇火时产生大量浓烟的浸渍树脂转化成难燃低烟的浸渍树脂，填补了国内阻燃型碳纤维粘合剂的空白，引起建设单位、设计单位和监理单位对有阻燃防火要求的加固领域的重视。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

各原材料选取详述如下：

1、环氧树脂

采用市场上销售的各种无卤素环氧树脂，主要有缩水甘油醚型环氧树脂和缩水甘油酯类环氧树脂。如双酚A型环氧树脂有：商品名为E-51(日本东都化工YD，环氧值0.51g/mol)等。如双酚F型环氧树脂有：NPEF-170(台湾南亚，环氧值0.60g/mol)等。

2、环氧树脂增韧剂

采用市场上销售的多种类型的增韧剂如聚氨酯预聚体、合成橡胶、无机纳米粒子等。如端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、端环氧基聚氨酯预聚体(山东淄博齐鲁化学工业园)。如液体丁腈橡胶、液体端羧基丁腈橡胶(上海联盈生化科技有限公司)。如纳米碳酸钙(宁波九峰纳米新能源有限公司)。

3、含氮有机阻燃剂

采用市场上销售的含氮有机碱的聚磷酸盐和以氰尿酸为基础的含氮有机化合物，本发明选择二者混合物。如三聚氰胺焦磷酸盐和氰尿酸蜜铵盐，三聚氰胺五磷酸盐和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(济南泰星精细化工有限公司)。

4、含磷有机阻燃剂