一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方，属于复合材料技术领域。本玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法通过对玄武岩纤维平纹织物进行改性，然后和乙烯基酯树脂模压固化成型，得到相应的产物。能够有效提高所制备产物的力学表现和耐腐蚀性能，使其具有优良的弯曲强度和冲击强度，大幅提升复合材料的使用寿命和整体性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合材料
，特别涉及一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]纤维增强复合材料具有高轴向比强度、比模量、重量轻、可设计性强等特点，是开发利用海洋资源，海洋工程建设中不可或缺的重要材料。然而，纤维增强树脂基复合材料在海洋环境中不可避免地会遇到酸、碱、海水等复合材料的腐蚀老化作用，复合材料在腐蚀老化环境下长期使用会导致其力学性能的下降。纤维增强树脂基复合材料在腐蚀老化环境中的耐久性和可靠性是该材料非常重要的实用性问题。复合材料的结构完整性和寿命性能强烈地依赖于纤维/树脂界面区域的稳定性。玄武岩纤维是一种性能优异的环境友好型纤维。它是以纯天然玄武岩矿石为原料，经1450～1500℃高温熔融后，通过铂铑合金漏板拉丝工艺制成的纤维。玄武岩纤维作为一种无机高性能纤维，因其具有高强高模、耐酸碱腐蚀、耐高低温、较好的抗蠕变性等优点，因此可替代昂贵的碳纤维和芳纶纤维作为复合材料的增强体。同时可采用硅烷偶联剂改性玄武岩纤维增强复合材料，提升其界面性能和腐蚀老化性能。
[0003]因此，有必要研究一种性能优异的复合材料的制造方法，使得制备的复合材料兼具耐久性和可靠性，符合使用需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方法，以解决现有复合材料界面区域的稳定性不足和耐腐蚀性差等问题。
[0005]本专利技术的目的之一通过以下技术方案来实现:一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，包括玄武岩纤维平纹织物、乙烯基酯树脂、硅烷偶联剂，各原料重量百分比为:玄武岩纤维平纹织物40
‑
60％,乙烯基酯树脂40
‑
60％,硅烷偶联剂0.5
‑
1.5％。
[0006]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料中，所述玄武岩纤维平纹织物的纤维直径为10
‑
15μm,织物面密度为300g/m2。
[0007]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料中，所述玄武岩纤维平纹织物的经密为40
‑
60根/10cm，纬密为40
‑
60根/10cm，厚度为0.25
‑
0.35mm。
[0008]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料中，所述乙烯基酯树脂为防腐树脂。
[0009]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料中，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或A
‑
171中的一种。
[0010]本专利技术的目的之二是通过以下技术方案来实现:一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)玄武岩纤维平纹织物预处理：按设计要求将玄武岩纤维平纹织物按规定的尺
寸裁切并通过表面处理液去除其表面浆剂；
[0012](2)玄武岩纤维平纹织物改性处理：将无水乙醇和去离子水以8∶2比例混合作为溶剂，加入1％质量分数的硅烷偶联剂，配制成质量分数为1％的硅烷偶联剂醇解液，将预处理后的玄武岩纤维平纹织物置于其中，于室温下反应4
‑
7小时后，用无水乙醇洗去未经反应的硅烷偶联剂，再放入70
‑
100℃真空干燥箱干燥12小时及以上去除残留的乙醇溶液即可；
[0013](3)制备玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料：在乙烯基酯树脂中加入1.5％质量分数的固化剂，加速搅拌，搅拌后将其放在一旁静止待用；将改性后的玄武岩纤维平纹织物取出，将乙烯基酯树脂均匀地涂抹在若干层改性后的玄武岩纤维平纹织物中，然后用脱模布将改性后的玄武岩纤维平纹织物与乙烯基酯树脂包裹并通过半自动平板硫化仪模压成型，之后取出待固化完成并撕下脱模布，得到硅烷偶联剂改性玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料。
[0014]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法中，玄武岩纤维平纹织物预处理进一步包括：将裁切后的玄武岩纤维平纹织物放入表面处理液中浸泡48小时及以上，然后用去离子水清洗多次后放入70
‑
100℃真空烘箱中干燥12小时及以上以去除纤维表面上浆剂。
[0015]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法中，所述表面处理液为丙酮和无水乙醇溶液混合而成，两者体积比为3∶7。
[0016]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法中，所述乙烯基酯树脂采用手糊成型的方法涂抹在玄武岩纤维平纹织物中。
[0017]在上述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法中，设置模压成型的条件为：25
‑
40℃，时间0.5
ꢀ‑
2小时，压强1.5
‑
3MPa，使用垫片控制复合材料的厚度为2mm。
[0018]与现有技术相比，本玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料及其制备方法具有以下优点：采用的硅烷偶联剂带有氨基基团，可以与玄武岩纤维、乙烯基酯树脂发生化学反应并形成共价键相连，大大改善了复合材料的界面结合状况，提升了复合材料界面的粘附性和结合性能,大大增强复合材料的弯曲和冲击强度，使其整体性能大幅提升。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例中制备玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的工艺流程图。
[0020]图2是实施例中半自动平板硫化仪模压成型的原理示意图。
[0021]图3是实施例1中硅烷偶联剂KH550作用机制示意图。
[0022]图4是实施例1中经改性制备的复合材料和对比例1中未经改性制备的复合材料的SEM电镜图。
[0023]图5是各实施例与对比例1在不同环境下腐蚀老化测试实验图。
[0024]图中，1.上盖板；2.聚酰亚胺薄膜；3.预制件；4.垫片；5.下模具。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过各参考
附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，其特征在于，包括玄武岩纤维平纹织物、乙烯基酯树脂、硅烷偶联剂，各原料重量百分比为:玄武岩纤维平纹织物40
‑
60％,乙烯基酯树脂40
‑
60％,硅烷偶联剂0.5
‑
1.5％。2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维平纹织物的纤维直径为10
‑
15μm,织物面密度为300g/m2。3.根据权利要求2所述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维平纹织物的经密为40
‑
60根/10cm，纬密为40
‑
60根/10cm，厚度为0.25
‑
0.35mm。4.根据权利要求1或2或3所述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，其特征在于，所述乙烯基酯树脂为防腐树脂。5.根据权利要求1或2或3所述的玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560或A
‑
171中的一种。6.一种玄武岩纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)玄武岩纤维平纹织物预处理：按设计要求将玄武岩纤维平纹织物按规定的尺寸裁切，并通过表面处理液去除其表面浆剂；(2)玄武岩纤维平纹织物改性处理：将无水乙醇和去离子水以8∶2比例混合作为溶剂，加入1％质量分数的硅烷偶联剂，配制成质量分数为1％的硅烷偶联剂醇解液，将预处理后的玄武岩纤维平纹织物置于其中，于室温下反应4
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7小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝成炎，骆宣耀，韦粤海，马雷雷，金肖克，田伟，黄锦波，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：