[发明专利]一种复合板簧用玻璃纤维增强树脂组合物的制备方法

说明书

本发明公开一种复合板簧用玻璃纤维增强树脂组合物的制备方法，所述制备方法包括制备复合阻燃剂、制备甘油醚处理玻璃纤维、制备树脂组合物。本发明制备的玻璃纤维增强树脂组合物物理性能优异，拉伸应力为1518.7‑1556.2MPa，断裂伸长率为6.9‑7.5%，弯曲强度为1285.4‑1325.1MPa，弯曲弹性模量为42.62‑44.21GPa。

技术领域

本发明涉及一种复合板簧用玻璃纤维增强树脂组合物的制备方法，属于树脂复合材料领域。

背景技术

玻璃纤维增强环氧树脂，是指以长纤维、布、带、毡等玻璃纤维作为增强材料，以环氧树脂作为基体的纤维增强塑料，属于玻璃钢，是玻璃纤维增强热固性塑料的一种，是一种性能优异的聚合物基复合材料。玻璃纤维在复合材料中起增强作用，所以玻璃纤维环氧树脂的特点之一就是比重小、比强度高，同时具有良好的滤震性能，所以可以代替常规使用的钢板弹簧，作为汽车的板簧使用。

在某些路况不好或者载重过多的情况下，层叠的板簧片之间会发生摩擦与弯曲，这就导致板簧的温度会随着车辆的运动而升温，如果升温至一定温度，那么环氧树脂则会发生热降解，所以需要添加阻燃剂来防止其在高温下的分解，从而使汽车在复杂的道路环境、驾驶条件下保持良好的性能，同时杜绝安全隐患。

在复合材料达到250℃的温度时，开始发生热降解，温度在250-300℃之间时，热降解速度急剧升高，向复合材料中添加聚磷酸铵可以改变材料的热降解过程，原理为聚磷酸铵是一种强脱水剂，受热后会失去水，生成聚磷酸和非挥发性磷氧化物，从而使环氧树脂脱水生成碳化层，防止环氧树脂发生热降解，保证在复杂工况下的正常使用。

但是聚磷酸铵阻燃剂的添加，会导致复合材料在长时间使用中，出现抗拉强度降低和断裂伸长率增加的现象，在50℃下进行保温实验，随着保温时间的延长，在500h后，抗拉强度出现明显降低，并且断裂伸长率下降，原因是由于温度升高，材料内部的物理化学性质发生变化，树脂基体与纤维之间的结合力下降导致的，并且聚磷酸铵与硼酸复配使用也无法该解决，由于树脂玻璃纤维复合材料不会像金属材料一样有屈服、缩颈、断裂的过程，复合材料没有屈服点，崩断过程往往是突发的，所以如何杜绝复合材料在长时间使用下性能的降低，是亟待解决的问题。

综上所述，现有技术中应用于汽车板簧的玻璃纤维树脂复合材料，需要添加聚磷酸铵阻燃剂来防止材料的热降解，但是会导致长时间使用过程中，抗拉强度降低，断裂伸长率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过制备复合阻燃剂，制备甘油醚处理玻璃纤维、进一步制备树脂组合物，实现添加聚磷酸铵阻燃剂后，在长时间使用过程中，提高材料的抗拉强度降低和断裂伸长率。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种复合板簧用玻璃纤维增强树脂组合物的制备方法，所述制备方法包括制备复合阻燃剂、制备甘油醚处理玻璃纤维、制备树脂组合物。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述制备复合阻燃剂的步骤包括制备含聚磷酸铵凝胶、共混干燥；

所述制备含聚磷酸铵凝胶的方法为，将低聚合度聚磷酸铵与去离子水混合搅拌，至低聚合度聚磷酸铵完全溶解，然后加入环氧氯丙烷、过硫酸铵、盐酸溶液，控制搅拌速度为300-400r/min，进行搅拌，搅拌时间为17-30min，搅拌后加入正硅酸甲酯，在98-105℃的油浴条件下，进行回流搅拌，搅拌时间为230-250min，搅拌后调节pH为9.1-9.3，得到共混物，控制压力为3.4-3.6MPa，控制温度为230-240℃，保持105-115min，得到含聚磷酸铵凝胶。

所述低聚合度聚磷酸铵、去离子水、环氧氯丙烷、过硫酸铵、盐酸溶液、正硅酸甲酯的质量比为11-13:45-55:2.5-3.5:1.8-2.2:0.8-1.2:25-35；

所述低聚合度聚磷酸铵的聚合度为13-15；