一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯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制备技术领域，具体涉及一种不饱和树脂‑玻璃纤维‑石墨烯复合材料及其制备方法。本发明专利技术将石墨烯和玻璃纤维配合使用，用于提升不饱和树脂材料的耐磨性。实施例也表明，上述方案所述复合材料采用DIN磨耗机，按GB9867‑88标准测试磨损值为0.2～0.5mm

【技术实现步骤摘要】
一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料及其制备方法
本专利技术属于树脂材料制备
，具体涉及一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯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，较高的拉伸强度、压缩强度和弯曲强度，同时还具有优异的耐水、耐酸碱性能，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，各个领域对材料的性能需要不断提高，为此，研究者利用纤维材料对不饱和树脂进行性能改进，并得到了具有密度小、强度更高的复合材料，但复合材料的耐磨性能不理想，影响了复合材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯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，使用寿命较长，可作为石油运输管道材料或罐体材料使用。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不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体100份、石墨烯0.1～0.3份和玻璃纤维10～20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，所述改性石墨烯的制备方法包括：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混合、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。优选的，所述玻璃纤维由玻璃纤维原料通过粗化处理和/或敏化-活化处理得到。优选的，所述粗化处理用粗化液包括氢氧化钠溶液，粗化处理的温度为50～65℃，粗化处理的时间为25～35min。优选的，所述敏化-活化处理用敏化液包括SnCl2溶液，敏化的温度为30～40℃，敏化的时间为15～25min。优选的，所述敏化-活化处理用活化液包括PdCl2溶液，活化的温度为25～35℃，活化的时间为15～25min。本专利技术还提供了上述技术方案所述不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯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)的混合熔料与玻璃纤维混合，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，得到不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料。优选的，所述步骤(1)中，石墨烯为改性石墨烯时，混合熔料的制备方法包括：将不饱和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，所述步骤(1)中，石墨烯为还原氧化石墨烯时，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；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。本专利技术提供的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体100份、石墨烯0.1～0.3份和玻璃纤维10～20份。本专利技术以石墨烯和玻璃纤维为复合增强剂，提升不饱和树脂复合材料的耐磨能。实施例结果表明，本专利技术提供的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料利用DIN磨耗机，按GB9867-88标准测试其耐磨性，磨损值为0.2～0.5mm3。具体实施方式本专利技术提供了一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体100份、石墨烯0.1～0.3份和玻璃纤维10～20份。以质量份计，本专利技术提供的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料包括不饱和树脂基体100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、UV树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂，所述不饱和树脂、UV树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比优选为100∶(13～16)∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)，更优选为100∶(14～15)∶(2～2.5)∶(0.4～0.5)∶(2～2.5)，再优选为100∶13∶2.5∶0.5∶2.5。在本专利技术中，所述不饱和树脂优选包括双酚A型聚酯树脂，所述UV树脂优选为牌号为9893的UV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。本专利技术对所述不饱和树脂、UV树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。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。本专利技术利用阻燃剂，提升复合材料的阻燃性能，以确保复合材料使用的安全性。以所述不饱和树脂基体的100质量份为基准，本专利技术提供的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料包括石墨烯0.1～0.3份，优选为0.12～0.25份，再优选为0.15～0.20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。本专利技术优选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，提高石墨烯与不饱和树脂基体的亲和性，使得石墨烯能均匀分布在不饱和树脂基体中。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混合、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混合，所述超声混合的功率优选为80～120kW，更优选为100～105kW；所述超声混合的时间优选为1～1.5h，更优选为1～1.2h。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；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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不饱和树脂‑玻璃纤维‑石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体100份、石墨烯0.1～0.3份和玻璃纤维10～20份。

【技术特征摘要】
1.一种不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体100份、石墨烯0.1～0.3份和玻璃纤维10～20份。2.如权利要求1所述的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，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所述的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，其特征在于，所述改性石墨烯的制备方法包括：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混合、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。4.如权利要求1所述的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，其特征在于，所述玻璃纤维由玻璃纤维原料通过粗化处理和/或敏化-活化处理得到。5.如权利要求4所述的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，其特征在于，所述粗化处理用粗化液包括NaOH溶液或氢氧化钾溶液；粗化处理的温度为50～65℃，粗化处理的时间为25～35min。6.如权利要求4或5所述的不饱和树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，其特征在于，所述敏化-活化处理用敏化液包括SnCl...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛洪英，李聚轩，
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