[发明专利]一种环氧树脂芳纶纤维复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，本发明采用四缩水甘油醚基四苯基乙烷、三苯基缩水甘油醚基甲烷、四缩水甘油基二氨基二亚甲基苯环氧树脂搭配聚羟基醚，低温热熔涂布，以芳纶纤维布为增强材料，制备环氧树脂芳纶浸渍料，进行预浸料成型及后固化，开发的环氧树脂芳纶纤维复合材料满足高强度、低密度的要求，可以在较低温度下制备，节约了能源，制备得到的复合材料韧性好、强度高、硬度高。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂芳纶纤维复合材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂基复合材料是技术比较成熟、应用比较广泛的一类复合材料近制备环氧树脂基芳纶复合材料时要求树脂基体对芳纶的浸润性好，并且树脂韧性与芳纶相匹配。刘丽等通过超声浸渍技术对环氧树脂体系进行改性，发现在超声作用下树脂体系内由于空化泡的存在而发生了空化效应，产生了大量的空化能量，减小了环氧树脂体系的界面张力和黏度，改善了树脂对纤维的浸润性，减小了环氧树脂与芳纶纤维的浸润角，完成了利用超声浸渍处理技术来提高了树脂对纤维的浸润性的目的。DayRJ等人使用六异甲基异氰酸酯改性芳纶，研究了芳纶增强环氧树脂复合材料中随载荷变化的应变对界面行为的影响。芳纶纤维与环氧树脂复合得到的复合材料以单向纤维和织物芳纶纤维增强环氧树脂基体，在实现减轻结构重量的前提下，对易磨损、易碰撞的复合材料部件实施外表面防护。WAGIH等人发明了碳纤维-对位芳纶/环氧树脂混合复合层压板，其中对位芳纶/环氧树脂层为核心，碳纤维/环氧树脂层为面板，这种设计有望利用对位芳纶/环氧树脂复合材料的高能量吸收能力，使复合材料在受到冲击以后，较其他复合材的强度损失小。余荣禄等对对位芳纶与环氧树脂基体界面性能差且采用等离子体处理提高对位芳纶表面活性具有时效性的技术问题，通过等离子体-表面涂覆复合改性工艺使对位芳纶进行表面处理，即在对位芳纶等离子体处理后，立即用与环氧树脂基体具有良好相容性的表面涂覆剂涂覆改性纤维表面，表面涂覆剂中的活性基团可与等离子体处理后的对位芳纶表面活性点形成物理或化学作用，进而提高最终的改性对位芳纶与环氧树脂基体的界面性能。庄群等用氧等离子体技术处理芳纶1414平纹织物后，再与E44环氧树脂制成了一种可用于民用防护服领域的芳纶/环氧树脂复合防刺材料。本领域技术人员亟待开发出一种环氧树脂芳纶纤维复合材料的制备方法，以满足现有的使用需求和性能要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种环氧树脂芳纶纤维复合材料的制备方法。

一种环氧树脂芳纶纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：第一步、按重量份数计，称量准备环氧树脂浸渍料：环氧树脂33～35份、聚羟基醚树脂23～27份、有机填料31～33重量份、固化剂15～18份、稀释剂95～101份、促进剂0.08～0.10份；25～30℃下，在混料釜中加入上述环氧树脂、聚羟基醚树脂和有机填料，在78℃～83℃温度下搅拌15～20分钟后，加入固化剂，在125℃～135℃温度下搅拌1～2h，冷却至室温，再加入稀释剂，使之分散均匀后，再加入促进剂调整环氧树脂浸渍料的成型时间，取样，用GB 12007.7-1989 测定环氧树脂浸渍料的成型时间，在180～200℃下，当成型时间为350s～400s时，即制得环氧树脂浸渍料；第二步、制备环氧树脂芳纶浸渍料：离型纸装于开卷机架上，将纸依次穿过各导向辊、涂布辊、计量辊、冷却平台、牵引装置，运转至平稳后，将芳纶纤维布固定在支架上，引出经过篦子、展平辊、预热平台、冷却板到牵引装置，上一步得到的环氧树脂浸渍料加入到涂布辊之间进行涂布后覆脱模纸，其中热压辊温度90～95℃、热压板温度90～95℃、间隙0.15～0.35mm、速率3～4m/min，即得环氧树脂芳纶浸渍料；第三步、环氧树脂芳纶浸渍料裁切后，去除脱模纸及离型纸一层及一层以上重叠的环氧树脂芳纶浸渍料送入在压制模具中，送入模压机，控制温度在120℃～130℃、压力在10MPa～15MPa的条件下热压成型，热压成型时间在0.25h～0.4h，即得环氧树脂芳纶纤维复合材料。

进一步的，所述第二步芳纶纤维布为芳纶纤维斜纹布、芳纶纤维平纹布中的一种或多种。

进一步的，所述第一步环氧树脂芳纶浸渍料中芳纶纤维的重量百分比为50%～60%。