[发明专利]一种自修复型纤维增强复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，包括纤维增强复合材料和设置在纤维增强复合材料的表层和/或中间的微脉管网络结构；

所述微脉管网络结构包括：并行排布的至少一个修复液微脉管和至少一个固化剂微脉管，所述并行排布的修复液微脉管和固化液微脉管呈蛇形或几何拓扑网络状；所述修复液微脉管至少连通一个修复液储液池，所述固化剂微脉管至少连通一个固化剂储液池；储液池壁为塑性材料，变形后不会回弹导致压力释放；

所述修复液微脉管和所述固化液微脉管的内径各自独立地为50~800μm，所述修复液微脉管和所述固化液微脉管的外径各自独立地为100~1000μm。

2.根据权利要求1所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述修复液微脉管和修复液储液池中装有修复剂；所述固化剂微脉管和固化剂储液池中装有固化剂和催化剂的混合物。

3.根据权利要求2所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述固化剂摩尔百分比含量10%-95%，修复液的摩尔百分比含量5-90%；所述催化剂的用量为固化剂和修复液摩尔百分总量的0.05%-5%。

4.根据权利要求1所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述修复液微脉管和所述固化液微脉管各自独立地为PP管、PMMA管、PC管、PS塑料管或玻璃微管。

5.根据权利要求1所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述修复液微脉管和所述固化液微脉管具有不同的内径。

6.根据权利要求2所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述修复剂为脂环族环氧树脂、缩水甘油胺、双酚A缩水甘油酯、双酚A缩水甘油醚、四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、1, 2 环氧环己烷4, 5- 二甲酸缩水甘油酯、羟甲基双酚A 缩水甘油醚中的一种或几种；

所述固化剂为多硫醇、四乙烯五胺或三氟化硼-乙醚；

所述催化剂为甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二乙胺基丙胺、N,N-二甲基苄胺、含亲核阴离子的季铵盐或含亲核阴离子的季锍盐中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的自修复型纤维增强复合材料，其特征在于，所述纤维增强复合材料包括以下组分：环氧树脂、纤维增强材料和固化剂；

所述环氧树脂基体为脂环族环氧树脂、缩水甘油胺、双酚A缩水甘油酯或双酚A缩水甘油醚中的一种或几种；

所述固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、聚酰胺、甲基六氢苯酐、六氢苯酐、甲基四氢苯酐、双氰胺、偏苯三甲酸酐或邻苯二甲酸酐；

所述纤维增强材料为玻璃纤维、碳纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、玻璃纤维织物或碳纤维织物的一种或几种。

8.一种根据权利要求1所述的自修复型纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备微脉管预浸带：

将修复剂装入修复液储液池和修复液微脉管；将催化剂和固化剂装入固化液储液池和固化液微脉管；并行排布所述修复液微脉管和所述固化液微脉管，然后将环氧树脂基体和固化剂的混合物涂覆于所述修复液微脉管固化液微脉管之间，预固化后，得到微脉管网络结构预浸带；

S2：制备纤维增强材料预浸带：

将环氧树脂基体和固化剂混合，用得到的混合物浸润纤维增强材料，预固化，得到纤维增强复合材料预浸带；

S3：制备复合预浸料：

将微脉管网络结构预浸带和纤维增强复合材料预浸带进行层叠铺设，所述微脉管预浸带位于任意两个相邻的纤维增强复合材料预浸带之间或纤维增强复合材料预浸带外层，得复合预浸料；

S4：模压固化：

将所述复合预浸料放入模具中加压，经过预固化、固化和后固化，制得自修复型纤维增强复合材料。

9.根据权利要求8所述的自修复型纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述预固化的温度为5~40℃，时间为1~16 小时；所述固化的温度为60~180℃，时间0.5~8小时；所述后固化的温度为90~200℃，时间为0.5~10小时。