[发明专利]一种环氧树脂基复合材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种环氧树脂基复合材料的制备方法及其应用，该方法是将环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、相容剂、抗静电剂反应制成树脂聚合物，随后将聚二甲基硅氧烷、十二烷基苯磺酸钠加入到醋酸甲酯溶液中超声处理后加入树脂聚合物制成改性树脂复合材料，再将钛酸钾晶须、石棉绒纤维与二甲基甲酰胺溶液超声处理得到初级混合反应液后加入空心玻璃微珠，与润滑剂、热稳定剂、固化剂反应得到二级混合反应液，再与改性树脂复合材料经双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。制备而成的树脂基复合材料，其抗冲击性能好、不易撕裂，作为汽车零部件材料具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂基复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

树脂基复合材料（Resin Matrix Composite）也称纤维增强塑料（FiberReinforced Plastics），是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。这种材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。环氧树脂基复合材料由于其良好的粘结、挠曲、韧性、热化学性能，良好的抗湿性，固化后表面光洁度好，在结构件填充、密封中得到广泛的应用。然而因其固化物质脆，耐开裂性能、抗冲击性能以及耐热性能都较差，使其应用受到一定的限制。双马来酰亚胺树脂作为一种典型的高性能热固性树脂，其具有优异的力学性能，高的耐热性，低的介电性能等，广泛应用于航空、航天、电子等领域。但是由于双马树脂固化物具有明显的脆性，使得双马树脂基材料在采用使用过程中易产生裂纹，从而使其应用受限及安全性降低。在对材料性能要求越来越高的今天，如何能够通过复合改性的方法，使含有环氧树脂、双马来酰亚胺树脂的树脂基复合材料在力学性能上得到提升是一个亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种环氧树脂基复合材料的制备方法及其应用，该方法是将环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、相容剂、抗静电剂反应制成树脂聚合物，随后将聚二甲基硅氧烷、十二烷基苯磺酸钠加入到醋酸甲酯溶液中超声处理后加入树脂聚合物制成改性树脂复合材料，再将钛酸钾晶须、石棉绒纤维与二甲基甲酰胺溶液超声处理得到初级混合反应液后加入空心玻璃微珠，与润滑剂、热稳定剂、固化剂反应得到二级混合反应液，再与改性树脂复合材料经双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出物注入到模具中，放入鼓风干燥箱中进行固化热处理，得到成品树脂基复合材料。制备而成的树脂基复合材料，其抗冲击性能好、不易撕裂，作为汽车零部件材料具有良好的应用前景。

技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种环氧树脂基复合材料的制备方法，由以下步骤组成：

（1）将环氧树脂50～60份、双马来酰亚胺树脂45～55份、相容剂2～4份、抗静电剂2～4份加入反应釜中，控制反应釜内温度为85～95℃，按照150～250转/分钟的速率搅拌100～120分钟，得到树脂聚合物；

（2）将聚二甲基硅氧烷16～20份、十二烷基苯磺酸钠8～10份加入到其重量60～80倍的浓度为20%的醋酸甲酯溶液中，以200～250 W的功率超声分散处理15～20分钟，随后向超声分散处理液中加入步骤（1）得到的树脂聚合物，在50℃下保温搅拌4～6小时，再将保温搅拌处理后的混合液在105～115℃下固化处理60～90分钟，冷却至室温，得改性树脂复合材料；

（3）将钛酸钾晶须5～9份、石棉绒纤维3～5份与浓度为15%的二甲基甲酰胺溶液共同加入超声分散器中，以150～180W的功率超声分散处理30～50分钟，随后将得到的超声分散处理液置于60℃的水浴中按照300～400转/分钟的速率搅拌反应3～5小时，得到初级混合反应液；

（4）将空心玻璃微珠加入步骤（3）得到的混合反应液中，再加入润滑剂3～5份、热稳定剂2～4份、固化剂2～4份，在75℃下按照500～600转/分钟的搅拌速率搅拌反应80～90分钟，得到二级混合反应液；