[发明专利]阳离子光固化复合材料的制备方法

说明书

本发明提供一种一种光固化复合材料的制备方法包括步骤：将含有环氧基团的组合物，光引发剂和/或敏化剂按一定比例混合均匀后恒温在一定温度，在搅拌分散的同时给予光照一定时间；在一定温度条件下，用上述溶液将纤维增强材料布浸润制成预浸布铺层在成型模具。调控成型模具的温度，将成型模具置于成型设备进行固化成型得到光固化复合材料。本发明方法制得的复合材料性能与传统方法制备得到的复合材料的性能相似，该方法可以快速的制备复合材料，缩短了生产周期，提高了生产效率，工艺简单、且环境友好，可替代传统的复合材料成型工艺。

技术领域

本发明属于紫外光固化快速成型方法的技术领域，具体涉及到一种阳离子光固化复合材料及其制备方法。

背景技术

复合材料是应现代科学技术发展涌现出的具有极大生命力的材料，它由两种或两种以上性质不同的材料，通过各种工艺手段组合而成。复合材料的各个组成材料在性能上起协同作用,得到单一材料无法比拟的优越的综合性能,它已成为当代一种新型的工程材料。复合材料具有刚度大、强度高、重量轻的优点，而可根据使用条件的要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大的提高工程结构的效能。

树脂基复合材料以其轻质、高强度、力学性能可设计等优点而被广泛应用于航空航天、化工、造船、机械、建材等领域的结构材料中，但是，现有的复合材料成型工艺存在着生产周期长、生产效率低等缺陷，这就需要一种快速成型技术。

光固化技术的特点主要是节能环保和固化速度快。但是利用光固化技术制备复合材料也存在一定的局限性，特别是光固化技术需要在光照条件下固化成型，因此要求成型模具透明，也限制了增强材料的种类和尺寸，使光固化技术在复合材料方面的应用受到了很大的限制。本发明突破了光固化技术的限制，而且工艺简单，环境友好，可替代传统的复合材料成型工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种光固化复合材料，其制备方法及应用，此技术制备工艺简单，固化速率快，生产效率高，可以替代传统的复合材料生产技术。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种光固化复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）将含有环氧基团的组合物、光引发剂和/或敏化剂按一定比例混合均匀；

（2）将步骤（1）所得溶液（1）恒温在一定温度，在搅拌分散的同时给予光照一定时间，得到溶液（2）；

（3）在一定温度条件下，用溶液（2）将纤维增强材料布浸润，制成预浸布，将预浸布铺层在成型模具；

（4）调控成型模具的温度，将成型模具置于成型设备进行固化成型得到光固化复合材料。

上述制备方法的步骤（1）、（2）、（3）、（4）中，湿度≤80%，优选干燥密闭环境，由此制备得到光固化复合材料的生产效率更高。

上述制备方法的步骤（1）中含有环氧基团的组合物包括环氧树脂，乙烯基醚，氧杂环化合物中的一种或几种；

优选的，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂，或双酚F环氧树脂，或酚醛环氧树脂，或二环氧化聚烯烃化合物，或萘系环氧树脂，或脂肪族环氧树脂，或脂环族环氧树脂；

优选的，所述乙烯基醚可采用单官能团的缩水甘油醚或双官能团的缩水甘油醚。

优选的，所述含有环氧基团的组合物为双官能团的缩水甘油醚，或双官能团的缩水甘油醚与氧杂环化合物的混合物。

优选的，所述含有环氧基团的组合物中环氧树脂所占比例为50-100；乙烯基醚和/或氧杂环化合物所占比例为0-50。

其中一个实施例为，所述含有环氧基团的组合物为双官能团的缩水甘油醚与双酚A环氧树脂的混合物；