[发明专利]一种竹纤维模塑复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种竹纤维模塑复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的原料：竹纤维90～120份，树脂20～70份，改性纳米剂10～30份，2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚0.2～1份，偶联剂1～4份，固化剂10～40份，饱和碳酸氢钠水溶液200～300份；

所述竹纤维模塑复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取质量份数的竹纤维，加入质量份数的饱和碳酸氢钠水溶液浸泡8～12h，水浴加热到65～75℃，保温2～3h，过滤，除去液体，再加入8～10倍竹纤维质量的无水乙醇，水浴加热到65～75℃，保温2～3h，加入质量份数的改性纳米剂，搅拌10～20min后，再超声40～60min，得到改性竹纤维；

步骤二：取质量份数的树脂于容器内，加入质量份数的偶联剂，搅拌均匀后，分别加入质量份数的2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚和固化剂，再次搅拌均匀后，静置10～30min，转移到真空罐中，抽真空到0.08～0.1MPa消泡处理1h，得到树脂混合物；

步骤三：将步骤一得到的改性竹纤维平铺在模具内，梳理，编织，后转移到烘箱中干燥后，模压成型，得到竹纤维粗产品，使用真空辅助树脂传递模塑成型工艺，调节真空度为0.08～0.1MPa，将步骤二得到的树脂混合物包裹在竹纤维粗产品上，经过固化、脱模，得到竹纤维模塑复合材料。

2.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述竹纤维为天然竹纤维长丝，长度为15～20cm，所述树脂为双酚A型环氧乙烯基树脂、酚醛环氧乙烯基树脂中的一种；所述饱和碳酸氢钠水溶液为常温下的饱和碳酸氢钠水溶液。

3.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述改性纳米剂为改性纳米碳酸钙或改性纳米二氧化硅中的一种，为，取一定质量的纳米碳酸钙或纳米二氧化硅，烘干至恒重备用；取一定质量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，加入无水乙醇，再加入十二烷基硫酸钠，混合均匀后加入烘干至恒重的纳米碳酸钙或纳米二氧化硅，搅拌10～20min，400W的功率下，超声30～60min，后80℃的真空干燥箱中干燥3～5h，得到改性纳米碳酸钙或改性纳米二氧化硅。

4.根据权利要求3所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述改性纳米碳酸钙或改性纳米二氧化硅制备中质量比为纳米碳酸钙或纳米二氧化硅：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷：无水乙醇：十二烷基硫酸钠＝10：1～1.2：10～12：0.2～0.4。

5.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、N,N-二甲基苄胺中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述固化剂为液态甲基四氢苯酐、N-乙烯基咪唑中的一种。

7.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述竹纤维模塑复合材料制备方法步骤三中梳理和编织，为，将一层改性竹纤维梳理到同一方向，将另一层改性竹纤维梳理到另一方向，不同梳理方向的改性竹纤维交错编织。

8.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述竹纤维模塑复合材料制备方法步骤三中烘箱中干燥，为60℃干燥24h，再105℃干燥20min；模压成型的压强为8～10MPa，模压时间为8～12h。

9.根据权利要求1所述的竹纤维模塑复合材料，其特征在于：所述竹纤维模塑复合材料制备方法步骤三中固化为80℃下加热1h，再100℃下加热1～2h，120℃下加热30～60min。