[发明专利]一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺，现如今的导热聚合物复合材料多用采用聚酰胺、聚苯硫醚等作为树脂基体，这些树脂基体的加工成本高，性能较差，不易成型，相对而言，以聚丙烯作为树脂基体的导热复合材料，它的成本更低，性能更加优越，同时易加工成型，因此聚丙烯树脂成为研究导热复合材料的重点。聚丙烯树脂的导热系数较低，无法广泛应用，因此现如今都通过添加石墨烯来提高聚丙烯树脂的导热系数。本发明配方设计合理，工艺参数优化，不仅实现了高强度玻璃纤维复合材料的制备，同时抑制了复合材料的阻燃现象，提高了复合材料的导热性能，应用范围更广，具有较高的实用性。

技术领域

本发明涉及玻纤复合材料领域，具体是一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺。

背景技术

玻璃纤维，一种性能优异的无机非金属材料，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差；玻璃纤维通常应用于复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等各个领域。

聚丙烯，一种半结晶的热塑性塑料，它具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀，在工业界有广泛的应用，是常见的高分子材料之一。

聚丙烯由于其优异的性能，易于工业化等优点，现如今得到广泛的应用，只是其导热性能较差，这大大限制了它的应用范围，在使用时我们通常会添加石墨烯来提高聚丙烯的导热性能，同时添加玻璃纤维增韧，使得制备的复合材料具有较好的导热性和力学性能，但玻纤加入聚丙烯之后，聚丙烯的极限氧指数大大降低，这极大的限制了我们的使用。

针对上述问题，我们设计了一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺，这是我们亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高强度的玻璃纤维复合材料，所述玻璃纤维复合材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯25-80份、石墨烯8-25份、纤维15-30份、改性剂30-50份、阻燃剂15-40份、色母1-2份、光稳定剂0.5-1份、相容剂5-15份。

本发明中提供了一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺，现如今的导热聚合物复合材料多用采用聚酰胺、聚苯硫醚等作为树脂基体，这些树脂基体的加工成本高，性能较差，不易成型，相对而言，以聚丙烯作为树脂基体的导热复合材料，它的成本更低，性能更加优越，同时易加工成型，因此聚丙烯树脂成为研究导热复合材料的重点。

聚丙烯树脂的导热系数较低，无法广泛应用，因此现如今都通过添加石墨烯来提高聚丙烯树脂的导热系数，同时添加玻璃纤维，以增强聚丙烯树脂的韧性和强度，提高聚丙烯树脂的抗冲击强度、拉伸强度和耐腐蚀等性能，使得聚丙烯树脂能够广泛应用，但是由于玻璃纤维与聚丙烯树脂复合后，材料的极限氧指数大大降低，遇氧极易燃烧，同时在燃烧时会产生大量热量，玻璃纤维还将热量传递至聚丙烯树脂基体表面，加剧燃烧，这也是我们所谓的“灯芯效应”。

为了解决这个问题，我们添加了改性剂和阻燃剂，通过阻燃剂和改性剂的配合来抑制燃烧现象，实现阻燃，同时提高材料的力学性能。

较优化地，所述阻燃剂各原料组分如下：以重量计，聚乙二醇10-50份、聚磷酸胺20-45份、三聚氰胺10-15份、抗氧化剂5-12份。

本发明中，阻燃剂中包括聚乙二醇，在制备过程中，我们通过控制反应条件，使得聚乙二醇能够与石墨烯聚合，制得的聚合产物具有很好的储热功能，在现有的技术中，聚乙二醇和石墨烯聚合得到的产物一般作为一种潜热储热材料，应用于能源存储和释放领域，而本发明中利用该技术，应用于聚丙烯的阻燃，利用聚合产物吸收玻璃纤维复合材料燃烧时所产生的热量，抑制“灯芯效应”的加剧，同时石墨烯、聚乙二醇的聚合产物与聚丙烯共混，能够有效提高聚丙烯的导热性。