[发明专利]一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料及其加工工艺

权利要求书

1.一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述复合材料各原料组分如下：以重量计，复合纤维15-30份、铝基合金70-80份、处理剂20-45份、助剂10-25份。

2.根据权利要求1所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述处理剂各原料组分如下：以重量计，碳化硼25-35份、碳化硅40-50份、碳黑10-20份、硅粉5-15份、酚醛树脂3-9份。

3.根据权利要求2所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述复合纤维包括碳纤维和玻璃纤维，所述碳纤维和玻璃纤维的质量比为1：（1-1.5）。

4.根据权利要求3所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述碳纤维、玻璃纤维的直径分别为8-12um。

5.根据权利要求4所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述助剂包括莫来石和二氧化锰，所述莫来石和二氧化锰的质量比为2：1。

6.根据权利要求5所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料，其特征在于：所述铝基合金为6063铝合金、2024铝合金、A356铝合金中的一种。

7.一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

准备原料；

处理剂的制备；

处理剂对复合纤维进行表面处理；

取表面处理后的复合纤维和铝基合金，熔炼，得到纤维复合材料。

8.根据权利要求7所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

准备原料：

按比例称取碳纤维、玻璃纤维、铝基合金、二氧化锰和莫来石，备用；

按比例称取碳化硼、碳化硅、碳黑、硅粉、酚醛树脂，备用；

处理剂的制备：

取步骤1）中准备的碳化硼、碳化硅、碳黑和酚醛树脂，去离子水溶解，球磨，45-55℃烘干，造粒，干压成型，得到物料A；

取步骤a）中制备的物料A，投入真空烧结炉中，再加入硅粉，升温至1350-1450℃，再升温至1500-1600℃，保温，随炉降温，得到处理剂；

复合纤维的表面涂覆：

取步骤1）中准备的碳纤维、玻璃纤维，混合均匀，再于350-450℃下加热，去离子水冲洗，再在丙酮中浸泡0.5-1h，水洗后浸入质量浓度为20-40%的硝酸中加热15-25min，去离子水冲洗至中性，得到复合纤维；

取步骤2）中制备的处理剂，配制成甲苯溶液，将步骤a）中制得的复合纤维浸入处理剂中，浸渍5-15min，15-50℃下干燥，再浸入处理剂中，重复三次，得到表面涂覆处理后的复合纤维；

制备纤维复合材料：

取步骤1）准备的莫来石、步骤3）表面处理后的复合纤维，混合球磨，过250-300筛，干压成型，得到物料B；

取步骤1）中准备的铝基合金、二氧化锰，投入加热炉中，加热升温至于700-750℃，保温1-1.5h，加入步骤4）中制备的物料B，搅拌均匀，再升温至1300-1500℃，保温0.5-1h，再降温至650-680℃，得到纤维复合材料。

9.根据权利要求8所述的一种抗拉强度高的环保型纤维复合材料的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

准备原料：

按比例称取碳纤维、玻璃纤维、铝基合金、二氧化锰和莫来石，备用；

按比例称取碳化硼、碳化硅、碳黑、硅粉和酚醛树脂，备用；

处理剂的制备：

取步骤1）中准备的碳化硼、碳化硅、碳黑和酚醛树脂，去离子水溶解，球磨24-28h，45-55℃烘干12-14h，造粒，干压成型，得到物料A；

步骤a）中制备的物料A，投入真空烧结炉中，再加入硅粉，以3-4℃/min升温至1350-1450℃，再以2-3℃/min继续升温至1500-1600℃，保温2-3h，随炉降温，得到处理剂；

复合纤维的表面涂覆：

取步骤1）中准备的碳纤维、玻璃纤维，混合均匀，再于350-450℃下加热20-40min，去离子水冲洗，再在丙酮中浸泡0.5-1h，水洗后浸入质量浓度为20-40%的硝酸中加热15-25min，去离子水冲洗至中性，得到复合纤维；

取步骤2）中制备的处理剂，配制成甲苯溶液，将步骤a）中制得的复合纤维浸入处理剂中，浸渍5-15min，15-50℃下干燥，再浸入处理剂中，重复三次，得到表面涂覆处理后的复合纤维；

制备纤维复合材料：

取步骤1）准备的莫来石、步骤3）表面处理后的复合纤维，混合球磨1-2h，过250-300筛，干压成型，得到物料B；

取步骤1）中准备的铝基合金、二氧化锰，投入加热炉中，加热升温至于700-750℃，保温1-1.5h，加入步骤4）中制备的物料B，搅拌均匀，再升温至1300-1500℃，保温0.5-1h，再降温至650-680℃，得到纤维复合材料。