Epoxy resin-based graphene and glass fiber reinforced sheets consist of the following steps: (1) the graphene is modified with organosilane to form graphene powder; (2) the graphene powder with a certain weight is added to acetone solution in batches and then placed in an ultrasonic instrument for ultrasonic treatment of the mixed solution to prepare homogeneous compositions. Uniform suspension; (3) weigh a certain weight of epoxy resin heated to softening temperature above, so that it is in the melting flow state; (4) melted epoxy resin into the suspension, using a slow agitator agitated and then quickly stirred to mix evenly to form graphene epoxy resin composite solution; (5) glass fiber It was fully infiltrated into the graphene epoxy resin composite liquid and poured into the mold. (6) followed by three stages of gelation, curing and curing, and finally demoulding. The manufacturing method of the invention is simple and feasible, and the produced sheet has larger modulus and stronger wear resistance under the premise of keeping its density small and strength high.
【技术实现步骤摘要】
基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材
本专利技术属于聚合物基纳米和玻璃纤维
,具体涉及一种基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材。
技术介绍
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料板材是目前应用最广泛的复合材料之一,具有密度小、强度高等优点,另外其原材料来源广泛、加工成型简便、生产效率高,可设计性强,是广泛应用于国民经济和国防建设中的一种重要复合材料板材。该但该复合材料板刚度小(弹性模量小),耐磨性能较差。作为一种纳米碳材料,石墨烯的抗拉强度和弹性模量分别为125GPa和1.1Tpa,硬度达到110GPa~121GPa。石墨烯具有高强度、高弹模和强韧性等力学性能而改善玻璃纤维增强环氧树脂复合材料板材的力学性能。随着石墨烯价格的大幅度下降,将石墨烯应用于纤维增强复合材料领域无疑具有重大应用前景。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处,提供一种在保持其密度小、强度高的前提下,模量大、耐磨性能好的基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材。为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,包括以下步骤:(1)、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末;(2)、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中,然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理,制备成分散均匀的悬浮液;(3)、称量一定重量的的环氧树脂加热至软化温度以上,使其处于熔融流动状态;(4)、将熔融的环氧树脂加入悬浮液中,使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀,形成石墨烯环氧树脂复合液;(5)、将玻璃纤维放入石墨烯环氧树脂复合液中充分浸润,最后倒入模具,排出气泡, ...
【技术保护点】
1.基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:包括以下步骤:(1)、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末;(2)、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中,然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理,制备成分散均匀的悬浮液;(3)、称量一定重量的的环氧树脂加热至软化温度以上,使其处于熔融流动状态;(4)、将熔融的环氧树脂加入悬浮液中,使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀,形成石墨烯环氧树脂复合液;(5)、将玻璃纤维放入石墨烯环氧树脂复合液中充分浸润,最后倒入模具,排出气泡,直到达到设计厚度;(6)、依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段,最后脱模。
【技术特征摘要】
1.基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:包括以下步骤:(1)、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末;(2)、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中,然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理,制备成分散均匀的悬浮液;(3)、称量一定重量的的环氧树脂加热至软化温度以上,使其处于熔融流动状态;(4)、将熔融的环氧树脂加入悬浮液中,使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀,形成石墨烯环氧树脂复合液;(5)、将玻璃纤维放入石墨烯环氧树脂复合液中充分浸润,最后倒入模具,排出气泡,直到达到设计厚度;(6)、依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段,最后脱模。2.根据权利要求1所述的基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:步骤(2)中的石墨烯粉末的重量为步骤(4)中熔融双酚A型环氧树脂重量的0.3%。3.根据权利要求1所述的基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:步骤(1)中石墨烯原料的规格为直径<2μm、厚度为1-5nm、比表面积为500m2/g,密度2-2.25g/ml。4.根据权利要求1所述的基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:环氧树脂采用双酚A型,环氧树脂的软化点在70°C及以下。5.根据权利要求1所述的基于环氧树脂的石墨烯和玻璃纤维增强板材,其特征在于:步骤(3)中的石墨烯环氧树脂复合液也可以用还原法制备;还原法制备石墨烯环氧树脂复合液过程为:采用改进Hummers法制备氧化石墨烯;将3g石墨粉和1g硝酸钠加入装有69mL浓硫酸的三口烧瓶中,冰水浴中搅拌下缓慢加入12g高锰酸钾,在10℃以下反应1h;升温至35℃左右,继续搅拌2h;缓慢加入120mL去离子水,使体系温度升高到95℃左右,维持30min,加入...
【专利技术属性】
技术研发人员:李聚轩,王昂,路素青,龚云,王磊,牛洪英,
申请(专利权)人:黄河科技学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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