一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于树脂材料技术领域，具体涉及一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法。本发明专利技术将石墨烯和玄武岩纤维配合使用，用于提升不饱和树脂材料的耐磨能和强度性能。实施例结果表明，本发明专利技术提供的耐磨不饱和树脂复合材料每小时的磨损率不高于0.006％。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法
本专利技术属于树脂材料制备
，具体涉及一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
不饱和树脂是指由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的含有不饱和双键的高分子化合物，该类化合物具有较好的耐热性能，拉伸强度、压缩强度和弯曲强度较好，是应用较为广泛的一种高分子材料。随着工业技术的不断发展，各个领域对材料的轻量化性能需求逐渐增强，为此，研究者利用玄武岩纤维对不饱和树脂进行性能改进，得到了具有密度小、强度高、可设计性强的复合材料，但该类材料的耐磨性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法，本专利技术提供的不饱和树脂复合材料具有优异的耐磨性能，可满足不同领域对材料耐磨性能的需求。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。优选的，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。优选的，所述玄武岩纤维由硅烷偶联剂对玄武岩纤维原料改性得到。优选的，所述改性的方法包括：提供硅烷偶联剂溶液；将玄武岩纤维原料纤维浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。优选的，所述不饱和树脂基体的制备原料包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂。优选的，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)。优选的，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂包括对苯醌；所述阻燃剂包括氧化镁。本专利技术提供了上述技术方案所述耐磨不饱和树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；(2)将所述步骤(1)的混合熔料与玄武岩纤维混合，得到浇筑料；(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐磨不饱和树脂复合材料。优选的，石墨烯为改性石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：将树脂基体的制备原料混合熔融，得到树脂熔料；将所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。优选的，石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：将不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的树脂熔料；优选的，将所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。本专利技术提供的耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。本专利技术将上述用量的石墨烯和玄武岩纤维作为复合式增强剂，用于提高不饱和树脂的强度性能、保温性能和耐磨性能。实施例结果表明，本专利技术提供的耐磨不饱和树脂复合材料每小时磨损率不高于0.006％，相对于同等条件下，不添加石墨烯的复合材料而言，耐磨性最少提升37％。具体实施方式本专利技术提供了一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。在本专利技术中，以质量份计，所述耐磨不饱和树脂复合材料中包括不饱和树脂基体115～125份，优选为116～123份，更优选为118～122份。在本专利技术中，所述不饱和树脂基体的制备原料优选包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂；所述不饱和树脂优选为双酚A型不饱和树脂；所述引发剂优选包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂优选包括对苯醌；所述阻燃剂优选包括氧化镁。在本专利技术中，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比优选为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)，更优选为100∶(2～2.5)∶(0.4～0.5)∶(2～2.5)，再优选为100∶2.5∶0.5∶2.5。在本专利技术中，所述引发剂能够促进不饱和树脂的交联固化反应，形成高分子结构的材料，而阻聚剂则能停止不饱和树脂的聚合作用，防止不饱和树脂过度聚合，二者配合作用为得到耐热较好且强度较高的不饱和树脂复合材料提供条件。以所述不饱和树脂基体的质量份为基准，本专利技术提供的耐磨不饱和树脂复合材料包括石墨烯0.25～0.35份，优选为0.26～0.33份，再优选为0.28～0.30份。在本专利技术中，所述石墨烯优选包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯。在本专利技术中，所述改性石墨烯优选由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。在本专利技术中，所述改性石墨烯的制备方法优选包括：将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料；将所述混合料依次进行超声、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。本专利技术优选将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料。在本专利技术中，所述石墨烯原料的直径优选＜2μm，更优选为0.1～1.5μm；所述石墨烯原料的厚度优选为1～5nm，更优选为2～3nm，所述石墨烯原料的比表面积优选为400～500m2/g，更优选为450～500m2/g；所述石墨烯原料的密度优选为2～2.25g/cm3；所述石墨烯原料的导热系数优选＞3000W/m·K，所述石墨烯原料的导电性优选＞107S/m。在本专利技术中，所述石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比优选为1∶(0.4～0.5)∶(400～500)，更优选为1∶0.5∶(450～500)。得到混合料后，本专利技术优选对所述混合料进行超声，所述超声的功率优选为80～120kW，更优选为90～110kW；所述超声的时间优选为4～5h，更优选为4.5～5h。超声混合后，本专利技术优选对超声混合后的物料进行静置保温，以使混合物料充分接触，促进二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷在石墨烯表面的接枝反应。在本专利技术中，所述静置保温的温度优选为70～75℃，更优选为72～75℃；静置保温的时间优选为20～24h，更优选为22～24h。静置保温后，本专利技术优选对静置保温后的物料进行冷却，所述冷却的方式优选为自然降温；所述冷却的终点温度优选为室温。冷却后，本专利技术优选对冷却后的物料进行固液分离，得到固体料。在本专利技术中，所述固液分离的方式优选为离心。本专利技术对所述离心的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。得到固体料后，本专利技术优选对所述固体料进行干燥，得到改性石墨烯。所述干燥的方式优选为真空干燥。本专利技术对所述真空干燥的具体实施方式没有特殊要求，能去除固体料中的液体杂质，得到粉状的改性石墨烯即可。本专利技术利用二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料进行改性，能够提高石墨烯在不饱和树脂中的分散性，对提高不饱和树脂复合材料的耐热能、强度性能和弹性模量有利。在本专利技术中，所述石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述还原氧化石墨烯优选由氧化石墨烯经丙二醇甲醚、二乙醇胺和醋酸溶液还原得到。本专利技术对所述还原氧化石墨烯的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。以所述不饱和树脂基体的质量份为基准，本专利技术提供的耐磨不饱和树脂复合材料包括玄武岩纤维30～50份，优选为34～48份，更优选为36～45份。在本专利技术中，所述玄武岩纤维的线密度优选为400tex。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。2.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。3.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维由硅烷偶联剂对玄武岩纤维原料改性得到。4.如权利要求3所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述改性的方法包括：提供硅烷偶联剂溶液；将玄武岩纤维原料纤维浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。5.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述不饱和树脂基体的制备原料包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂。6.如权利要求5所述的奈何不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聚轩，牛洪英，
申请(专利权)人：河北纳格新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13