[发明专利]一种高性能纤维复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将废旧棉布清洗干净，剪切成碎片，先用温水浸泡24～36小时，然后加入氢氧化钠、过氧化氢，搅拌混合均匀，先置于70～90℃的水浴锅中加热浸泡6～10小时，然后置于高压设备中加热至120～140℃，保温浸泡10～14小时；

(2)将步骤(1)处理过的碎片用去离子水清洗干净，然后放入磨粉机中磨成纤维，经过筛分处理后得到100～200目颗粒，然后在烘箱110℃温度条件下，进行24小时干燥处理，得棉布纤维；

(3)将步骤(2)所得的棉布纤维与硬醋酸钙、纳米氧化铝加入球磨机，在转速为200r/min下搅拌20min，得到改性棉布纤维；

(4)将步骤(3)所得的改性棉布纤维与环氧树脂、多异氰酸酯、高强聚乙烯、聚酰胺树脂混合，然后置于密炼机中混炼30～50分钟，然后再加入硬脂酸盐、六偏磷酸钠、三氧化二铝、碳化硅、氧化石墨烯、改性硅藻土、纳米二氧化钛及阻燃剂，密炼40～60分钟，然后置于冷混机进行混炼，得混合物，将混合物按质量比为2:1:1:2分为混合物A、混合物B、混合物C及混合物D；

(5)将聚酯纤维和高强碳纤维混纺形成经纱，将改性芳纶纤维和高强玻璃纤维混纺形成为纬纱，然后经纱和纬纱交织形成织物层，将织物层裁剪成和模具大小相同的三块织物层A、织物层B、织物层C，备用；

(6)将混合物A、织物层A、混合物B、织物层B、混合物C、织物层C及混合物D按顺序依次铺设在模具内，然后预压成型，得到预压板；

(7)将步骤(6)所得的预压板置于热压机中进行热压，所述热压过程如下：先升温至90～100℃，控制热压时间为10～13分钟，热压压力为3～5MPa，再升温至110～130℃，控制热压时间8～12分钟，热压压力为2～3MPa，最后降温至70～80℃，控制热压时间为15～20分钟，热压压力为5～7MPa，然后自然冷却至常温，静置24～36小时；

(8)将步骤(7)所得的产物按照规格要求进行冲切，冲切温度控制在20～30℃，即得所述高性能纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中废旧棉布、温水、氢氧化钠、过氧化氢的质量比为10:100:3:1。

3.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中棉布纤维与硬醋酸钙、纳米氧化铝的质量比为10:1:1。

4.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述步骤(4)中改性棉布纤维的用量为10～20份、环氧树脂的用量为20～30份、多异氰酸酯的用量为15～30份、高强聚乙烯的用量为19～26份、聚酰胺树脂的用量为8～17份、硬脂酸盐的用量为3～5份、六偏磷酸钠的用量为2～4份、三氧化二铝的用量为3～5份、碳化硅的用量为2～3份、氧化石墨烯的用量为1～4份、改性硅藻土的用量为4～7份、纳米二氧化钛的用量为2～4份及阻燃剂的用量为1～3份。

5.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述步骤(4)中改性棉布纤维的用量为15份、环氧树脂的用量为25份、多异氰酸酯的用量为23份、高强聚乙烯的用量为24份、聚酰胺树脂的用量为10份、硬脂酸盐的用量为4份、六偏磷酸钠的用量为3份、三氧化二铝的用量为4份、碳化硅的用量为2.6份、氧化石墨烯的用量为2份、改性硅藻土的用量为6份、纳米二氧化钛的用量为3份及阻燃剂的用量为2份。

6.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中改性芳纶纤维的制备方法如下：

a、将芳纶纤维、抗紫外线处理剂及水按质量比为20:1:16混合，搅拌均匀，常温常压下浸泡5～7小时；

b、将步骤a所得的混合物按照常规的高温高压染色工艺进行处理，即得所述改性芳纶纤维。

7.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中预压成型的压力为5～8MPa。

8.根据权利要求1所述高性能纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中热压过程如下：先升温至95℃，控制热压时间为12分钟，热压压力为4MPa，再升温至120℃，控制热压时间10分钟，热压压力为2.5MPa，最后降温至75℃，控制热压时间为18分钟，热压压力为6MPa，然后自然冷却至常温，静置30小时。