一种低密度复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉一种低密度复合材料及其制备方法，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂5～20份、高沸点活性交联剂15～35份、环氧固化剂0.1～0.5份、过氧化物引发剂0.5～3.0份、阻聚剂0.01～0.05份、纳米金属氧化物2～7份、偶联剂0.15～0.35和麻纤维100～180份。本发明专利技术提供的复合材料，通过采用特定配方制作，具有低密度、机械性能好、韧性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低密度复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合绝领域，涉及一种低密度复合材料及其制备方法。
技术介绍
复合材料使用的历史可以追溯到古代，从古至今沿用的稻草或麦秸秆增强黏土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)，从此出现了复合材料这一名称。纤维增强热固性复合材料具有较高的比强度和比刚度，良好的机械性能和耐腐蚀性，被广泛应用于交通运输、建材和市政工程等领域。玻璃纤维增强复合材料是纤维增强热固性复合材料中最常见的种类，其是以玻璃纤维及其制品为增强材料和基体材料，通过一定的成型工艺复合而成的一种材料，其密度一般在1.7-2.0g/cm3之间，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在汽车工业应用可以减轻汽车重量，提高汽车性能，降低汽车零部件的制造成本，加快汽车的装配速度，节省燃料等。可以在汽车中用来制作：前端板、空调管、排气门、发动机罩、保险杠、行李箱盖、车身板、车顶内板、底盘、底座构件、仪表盘、消音器、尾气过滤、燃料气瓶、内饰材料、摩擦材料等等。随着玻璃纤维复合材料的应用领域越来越广，因为对其需求不同，也在逐渐改进。如在60年底，为了满足航空航天等尖端技术所用材料的需求，先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的负荷性能，这些复合材料称为先进复合材料。按照基体材料不同，分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。天然纤维比玻璃纤维、合成纤维具有环境友好、可生物降解性，天然纤维增强树脂基复合材料也被称作绿色复合材料，具有非常广阔的应用前景。在新能源等汽车领域的轻量化要求下，玻璃纤维复合材料的密度仍然偏大，有必要开发密度更小复合材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有低密度、良好的耐热性能、机械性能及环保性的树脂基纤维复合材料。为解决以上技术问题，本专利技术采取如下技术方案：一种低密度复合材料，含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂5～20份、高沸点活性交联剂15～35份、环氧固化剂0.1～0.5份、过氧化物引发剂0.5～3.0份、阻聚剂0.01～0.05份、纳米金属氧化物2～7份、偶联剂0.15～0.35和麻纤维100～180份。优选地，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂6～18份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.5份、过氧化物引发剂1.0～3.0份、阻聚剂0.02～0.05份、纳米金属氧化物3～7份、偶联剂0.2～0.35和麻纤维110～160份。进一步优选，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂8～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.3份、过氧化物引发剂1.5～3.0份、阻聚剂0.02～0.04份、纳米金属氧化物3～5份、偶联剂0.2～0.3和麻纤维120～150份。更进一步优选，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂8～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.3份、过氧化物引发剂2.0～3.0份、阻聚剂0.03～0.04份、纳米金属氧化物3～5份、偶联剂0.2～0.3和麻纤维130～150份。效果较佳，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂12～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.25～0.3份、过氧化物引发剂2.0～3.0份、阻聚剂0.03～0.04份、纳米金属氧化物4～5份、偶联剂0.25份和麻纤维140～150份。效果较佳，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂15份、活性交联剂20份、环氧固化剂0.3份、过氧化物引发剂2.0份、阻聚剂0.03份、纳米金属氧化物5份、偶联剂0.25份和麻纤维150份。上述复合材料中：所述液体聚丁二烯树脂中含65％～95％(重量)的1,2-聚丁二烯，其余部分的聚丁二烯是环化聚丁二烯或1,4-聚丁二烯。所述环氧化聚丁二烯树脂选用分子量800～900的低粘度环氧化聚丁二烯树脂；所述活性交联剂为高沸点活性交联剂，具体为双环戊二烯丙烯酸酯、双环戊二烯甲基丙烯酸酯、间苯二甲酸二烯酸酯、间苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的一种或几种混合物，优选为双环戊二烯丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。所述环氧固化剂为有机脲类环氧固化剂，优选的，所述固化剂为粒径5-20μm微粉化芳香族脲。所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰或过氧化苯甲酰乙酰等，优选的，过氧化物引发剂为二叔丁基过氧化氢或过氧化二异丙苯。所述阻聚剂包括2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、对苯二酚甲基乙醚、对苯二酚、甲基对苯二酚或特丁基对苯二酚等，优选，所述阻聚剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚或对苯二酚甲基乙醚。所述纳米金属氧化物为纳米二氧化硅、纳米三氧化二铝、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或两种以上混合物。所述偶联剂为含环氧基团硅烷偶联剂。所述麻纤维为从各种麻类植物中取得的纤维，包括苎麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、大麻纤维、剑麻纤维、椰纤维。优选地，所述麻纤维为苎麻纤维、剑麻纤维、亚麻纤维或大麻纤维。本专利技术还提供了上述复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：1)按照原料称取各成分，液体聚丁二烯树脂、环氧化聚丁二烯树脂混合加热至70-90℃，充分搅拌后，加入活性交联剂、环氧固化剂搅拌反应20-30min；2)降温至50℃以下，加入过氧化物引发剂、阻聚剂、纳米金属氧化物和偶联剂充分搅拌均匀，加入麻纤维，浸润后制得预浸料；3)将制备得到的预浸料于125-155℃模具中压制固化5-15min。优选地，所述方法包括以下步骤：1)按照原料称取各成分，液体聚丁二烯树脂、环氧化聚丁二烯树脂混合加热至80-90℃，充分搅拌后，加入活性交联剂、环氧固化剂搅拌反应25-30min；2)降温至50℃以下，加入过氧化物引发剂、阻聚剂、纳米金属氧化物和偶联剂充分搅拌均匀，加入麻纤维，浸润后制得预浸料；3)将制备得到的预浸料于125-155℃模具中压制固化5-15min。本专利技术提供的低密度复合材料主要应用于相关需要减轻重量的复合材料制品包括新能源汽车领域用复合材料制品、轨道交通领域复合材料制品等。本专利技术具有下列优点：1、本专利技术提供的低密度复合材料材料中：1)液体聚丁二烯树脂是一种特殊的树脂品种，具有很多特点，密度0.86-0.91g/cm3的之间，比不饱和聚酯树脂、环氧树脂等大多数热固性树脂的密度都小。以1,2-聚丁二烯结构为主的聚丁二烯树脂具有不饱和双键可以固化成坚韧的固化物，其乙烯基官能团具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低密度复合材料，其特征在于，含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂5～20份、高沸点活性交联剂15～35份、环氧固化剂0.1～0.5份、过氧化物引发剂0.5～3.0份、阻聚剂0.01～0.05份、纳米金属氧化物2～7份、偶联剂0.15～0.35和麻纤维100～180份。/n

【技术特征摘要】
1.一种低密度复合材料，其特征在于，含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂5～20份、高沸点活性交联剂15～35份、环氧固化剂0.1～0.5份、过氧化物引发剂0.5～3.0份、阻聚剂0.01～0.05份、纳米金属氧化物2～7份、偶联剂0.15～0.35和麻纤维100～180份。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂6～18份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.5份、过氧化物引发剂1.0～3.0份、阻聚剂0.02～0.05份、纳米金属氧化物3～7份、偶联剂0.2～0.35和麻纤维110～160份。


3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂8～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.3份、过氧化物引发剂1.5～3.0份、阻聚剂0.02～0.04份、纳米金属氧化物3～5份、偶联剂0.2～0.3和麻纤维120～150份。


4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂8～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.2～0.3份、过氧化物引发剂2.0～3.0份、阻聚剂0.03～0.04份、纳米金属氧化物3～5份、偶联剂0.2～0.3和麻纤维130～150份。


5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料含有以下重量份的组分：液体聚丁二烯树脂100份、环氧化聚丁二烯树脂12～15份、活性交联剂20～35份、环氧固化剂0.25～0.3份、过氧化物引发剂2....

【专利技术属性】
技术研发人员：何少波，李小华，范仕杰，向上，邓朝阳，
申请(专利权)人：浙江四达新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33