一种连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法，包括如下按重量份计的各原料制成：玻璃纤维15

【技术实现步骤摘要】
一种连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球工业化进程的推进，机械设备领域发展迅速，带动对连接件的性能要求越来越高，市场需求量越来越大。连接件经常运用于连接软性或硬性管道，采用铸铁件或者不锈钢来制造，但其重量大，在制造、安装方面均存在诸多不便，虽然现有的连接件也有一些采用铝合金来进行制造，但其通常成本较高，而且其机械强度与铸铁件或者不锈钢制作的连接件相比也存在一定差距，无法实现大规模应用。正是在这种形势下，连接件用高强纤维增强复合材料应运而生，它的出现引起了人们的广泛关注。
[0003]连接件用高强纤维增强复合材料通常是以高强玻璃纤维为增强材料、合成树脂及辅助剂等为基体材料，经拉挤牵引成型而成，具有质量轻、机械强度高、绝缘性和抗腐蚀性好、抗腐蚀和疲劳损伤性能佳等优良特性，是现代乃至今后一段时间复合材料行业发展的主流趋势，具有非常高的潜在价值。然而，现有的连接件用高强纤维增强复合材料还或多或少存在价格相对昂贵，耐磨性较差，机械力学性能、阻燃性、耐候性、环保性和性能稳定性有待进一步提高的缺陷。
[0004]为了解决上述问题，专利CN104312094B公开了一种新型连接件制作用复合材料，包括铝粒子、碳纳米粒子、低粘度聚酰胺、玻璃纤维以及环氧树脂，以重量百分数计，上述各物质的质量含量为铝粒子4
‑
8％，碳纳米粒子6
‑
12％，低粘度聚酰胺24
‑
35％，玻璃纤维13
‑
25％，环氧树脂33
‑
52％。采用上述复合材料制成的连接件，其具有与铸铁件相似的机械强度和硬度等性能，且质量减轻40％
‑
50％，机械性能优良，制作、安装简便，降低了生产成本，适于大量推广。然而，其耐候性、阻燃性和性能稳定性均有待进一步提高。
[0005]可见，本领域仍然需要一种机械力学性能佳，耐候性和阻燃性好，性能稳定性优异的连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种机械力学性能佳，耐候性和阻燃性好，性能稳定性优异的连接件用高强纤维增强复合材料及其制备方法。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种连接件用高强纤维增强复合材料，包括如下按重量份计的各原料制成：玻璃纤维15
‑
25份、废旧聚芳恶二唑纤维4
‑
7份、偶联剂1
‑
2份、磺化聚苯并噁唑5
‑
8份、PBT树脂60
‑
70份、氧化石墨烯纤维1
‑
3份、相容剂0.5
‑
1.5份、抗氧剂0.3
‑
0.8份、间氟氯苄离子化4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮1
‑
3份、五氧化二磷1
‑
2份、多聚磷酸0.3
‑
0.6份、N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯酸三氟乙酯共聚物10
‑
15份。
[0008]优选的，所述N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯
酸三氟乙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
‑
乙烯基咔唑、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、甲基乙烯基硅芴、丙烯酸三氟乙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50
‑
65℃下搅拌反应3
‑
5小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3
‑
6次，最后置于真空干燥箱85
‑
95℃下干燥至恒重，得到N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯酸三氟乙酯共聚物。
[0009]优选的，所述N
‑
乙烯基咔唑、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、甲基乙烯基硅芴、丙烯酸三氟乙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(3
‑
5):1:(0.8
‑
1.2):1:(0.06
‑
0.09):(20
‑
40)。
[0010]优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
[0011]优选的，所述间氟氯苄离子化4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮的制备方法，包括如下步骤：将间氟氯苄、4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮加入到二甲亚砜中，在70
‑
80℃下搅拌反应4
‑
6小时，后旋蒸除去二甲亚砜，用乙醚洗涤3
‑
6次，再旋蒸除去乙醚，得到间氟氯苄离子化4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮。
[0012]优选的，所述间氟氯苄、4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮、二甲亚砜的摩尔比为2:1:(10
‑
15)。
[0013]优选的，所抗氧剂为抗氧剂9228、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂1076中的至少一种述。
[0014]优选的，所述相容剂为PP
‑
g
‑
MAH、PE
‑
g
‑
MAH、EVA
‑
g
‑
MAH中的至少一种。
[0015]优选的，所述PBT树脂为美国泰科纳1700A高分子量PBT Celanex。
[0016]优选的，所述磺化聚苯并噁唑的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述磺化聚苯并噁唑是按专利CN200410024691.5中实施例3的方法制成。
[0017]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
[0018]优选的，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，单丝直径为7
‑
11微米，长度3
‑
4.5毫米；所述氧化石墨烯纤维的平均直径为3
‑
9μm，长径比为(20
‑
30):1；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连接件用高强纤维增强复合材料，其特征在于，包括如下按重量份计的各原料制成：玻璃纤维15
‑
25份、废旧聚芳恶二唑纤维4
‑
7份、偶联剂1
‑
2份、磺化聚苯并噁唑5
‑
8份、PBT树脂60
‑
70份、氧化石墨烯纤维1
‑
3份、相容剂0.5
‑
1.5份、抗氧剂0.3
‑
0.8份、间氟氯苄离子化4,4'
‑
二(N,N
‑
二甲氨基)二苯甲酮1
‑
3份、五氧化二磷1
‑
2份、多聚磷酸0.3
‑
0.6份、N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯酸三氟乙酯共聚物10
‑
15份。2.如权利要求1所述的一种连接件用高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯酸三氟乙酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将N
‑
乙烯基咔唑、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、甲基乙烯基硅芴、丙烯酸三氟乙酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50
‑
65℃下搅拌反应3
‑
5小时，后在水中沉出，并将沉出的聚合物用乙醇洗涤3
‑
6次，最后置于真空干燥箱85
‑
95℃下干燥至恒重，得到N
‑
乙烯基咔唑/2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸/甲基乙烯基硅芴/丙烯酸三氟乙酯共聚物。3.如权利要求2所述的一种连接件用高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述N
‑
乙烯基咔唑、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、甲基乙烯基硅芴、丙烯酸三氟乙酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为(3
‑
5):1:(0.8
‑
1.2):1:(0.06
‑
0.09):(20
‑
40)。4.如权利要求2所述的一种连接件用高强纤维增强复合材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊进凤，刘程林，
申请(专利权)人：南京斯贝尔复合材料仪征有限公司，
类型：发明
国别省市：