一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。本发明专利技术将玄武岩纤维用丙酮溶液超声清洗，再用去离子水洗净并烘干，分离成单纤维，然后进行等离子体处理得到改性玄武岩织物，接着将其按照经纬交叉方式铺放于热压模具中，铺放8层，每两层之间铺设一层聚丁二酸丁二醇酯膜，在118摄氏度、2.5MPa下预热压1分钟，再调温度至120摄氏度热压10分钟制成所述复合板材。本发明专利技术制成的玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材一次成型，无需层层复合，且可完全降解，对环境没有任何危害，同时强度还高达235.5MPa。235.5MPa。235.5MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材及其制备方法
[0001]本申请是名为《玄武岩织物增强聚丁二酸丁二醇酯复合材料板材的制备方法》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2021年03月06日，申请号为202110247800.3。


[0002]本专利技术属于复合材料的
，具体涉及一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材及其制备方法。

技术介绍

[0003]聚丁二酸丁二醇酯由丁二酸和丁二醇缩合聚合所得，易被动植物体内的酶或者自然界的微生物分解代谢，具有优异的生物可降解性和良好的可加工性，且拉伸强度介于聚乙烯和聚丙烯之间，刚度介于低密度聚乙烯和高密度聚乙烯之间，所以是非常有前景的生物降解高分子材料。但是由于聚丁二酸丁二醇酯自身强度不高，大大限制了其应用范围，因此必须对其进行改性。
[0004]玄武岩纤维是一种高性能纤维，其强度高于E玻纤而比S玻纤略低，具有优异的耐高温性、良好的电绝缘性、较好的隔音性，而且玄武岩纤维是环境友好型材料，可以直接在土壤中降解，因而玄武岩纤维在水体治理、隔热耐温、航空航天、交通运输、石油化工和汽车船舶等领域均有广泛运用。但是玄武岩纤维是无机矿物纤维，表面非常光滑，且呈化学惰性，缺少活性含氧基团，表面亲水性不好，限制了其应用领域。
[0005]目前从未有人将玄武岩纤维与聚丁二酸丁二醇酯复合制成各方面性能都十分好的全降解板材。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材及其制备方法，使用该方法制成的复合板材一次成型，无需层层复合，且可完全降解，对环境没有任何危害，同时强度还高达235.5MPa。
[0007]本专利技术的目的通过下述技术方案得以实现：
[0008]本专利技术提供了一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)聚丁二酸丁二醇酯成膜
[0010](2)改性
[0011]首先将玄武岩纤维用丙酮溶液超声清洗，再用去离子水洗净并烘干，然后分离成单纤维；然后对所述玄武岩单纤维进行时间为60s，功率为200
‑
300W的等离子体处理，处理完毕得到改性玄武岩织物；
[0012](3)铺放
[0013]将改性玄武岩织物按照经纬交叉方式铺放于热压模具中，铺放8层，每两层之间铺设一层聚丁二酸丁二醇酯膜，改性玄武岩纤维的体积含量为30
‑
35％；
[0014](4)热压
[0015]首先将温度上升至118摄氏度，压力设置为2.5MPa，保温1分钟使树脂预热，然后再将温度上升至120摄氏度，保温10分钟；
[0016](5)冷却脱模
[0017]所述玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材一次成型，无需层层复合，且可完全降解，对环境没有任何危害，同时强度还高达235.5MPa。
[0018]优选的，所述步骤(2)中的玄武岩纤维为退浆玄武岩纤维。
[0019]所述步骤(2)中的丙酮也可以使用其他有机溶剂或数种有机溶剂的混合溶剂。所述烘干采用烘箱等设备。
[0020]优选的，所述步骤(2)中的等离子体处理采用射频等离子体发生器处理。
[0021]优选的，所述步骤(2)中等离子体处理采用的方法是：将所述玄武岩单纤维固定在纸框上，将纸框置于等离子体处理室内，打开射频电源和自动射频匹配器进行等离子体处理。
[0022]优选的，所述步骤(4)中热压时，将一定厚度的不锈钢间隔板置于热压模具的两压板之间，以保证获得厚度一致的复合材料板材，使用聚酰亚胺作为脱模纸。所述不锈钢也可以替换成其他硬性材料；所述聚酰亚胺也可以替换成其他材料的脱模纸。
[0023]本专利技术还提供了一种使用所述方法制成的玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材。
[0024]本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：
[0025]1、本专利技术提供的制备方法能够制造出强度高达235.5MPa的玄武岩增强聚丁二酸丁二醇酯复合材料，所得的增强复合材料板材不仅具有玄武岩增强复合材料的高强度的优点，还能进行回收利用，属于环保型材料。
[0026]2、本专利技术采用热压成型，具有成型时间短，成型过程及制造工艺简单的优点。工艺参数可以精准控制、随时调整。进一步的，本专利技术的热压过程包括预热过程和成型过程，可以进一步的提高产品质量。
[0027]3、本专利技术采用机织物作为增强材料，强度显著提高，特别是在经纬纱的方向。另外，还可以根据要求调整织物方向，从而使板材具有各向异性的强度特点，增加复合材料的可设计性。
[0028]4、本专利技术的玄武岩织物采用亲水性等离子体改性的玄武岩纤维织造而成。通过较简单的反应体系，利用射频等离子体对玄武岩纤维进行表面改性，通过在其表面刻蚀和引入活性含氧基团等作用使其亲水性增加。
[0029]5、相对于其他玄武岩纤维的改性方法，本专利技术采用的改性方法具有以下优点：
①
本专利技术的改性方法只对纤维表面进行改性，对纤维的强度没有任何损伤；
②
改性时间比较短，操作简单方便；
③
在等离子体改性过程中引入了极高比例的氧元素，使纤维亲水性提高非常明显。
[0030]6、本专利技术将改性玄武岩织物按和聚丁二酸丁二醇酯膜一次性层铺于热压模具中，无需层层复合，一次成型，大大节约了时间、人工、能源等成本。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例一的表面形貌图；
[0032]图2是本专利技术实施例二的表面形貌图；
[0033]图3是本专利技术实施例三的表面形貌图；
[0034]图4是本专利技术实施例四的表面形貌图；
[0035]图5是本专利技术对比实施例的表面形貌图；
[0036]图6是本专利技术实施例一的单纤维强度统计图；
[0037]图7是本专利技术实施例二的单纤维强度统计图；
[0038]图8是本专利技术实施例三的单纤维强度统计图；
[0039]图9是本专利技术实施例四的单纤维强度统计图；
[0040]图10是本专利技术对比实施例的单纤维强度统计图；
[0041]图11是本专利技术水滴吸收时间统计图；
[0042]图12是本专利技术实施例一的玄武岩纤维的化学元素组成图；
[0043]图13是本专利技术实施例二的玄武岩纤维的化学元素组成图；
[0044]图14是本专利技术实施例三的玄武岩纤维的化学元素组成图；
[0045]图15是本专利技术实施例四的玄武岩纤维的化学元素组成图；
[0046]图16是本专利技术对比实施例的玄武岩纤维的化学元素组成图。
具体实施方式
[0047]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但是这些实例并不限制本专利技术的范围。此外相关领域的普通技术人员对本专利技术做的任何改动，只要不脱离本专利技术的实质，都将等价落在本专利技术权利要求书所限定的范围内。
[0048]本专利技术实施例中所使用的玄武岩纤维购自浙江石金玄武岩纤维有限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)聚丁二酸丁二醇酯成膜(2)改性首先将玄武岩纤维用丙酮溶液超声清洗，再用去离子水洗净并烘干，然后分离成单纤维；然后对所述玄武岩单纤维进行时间为60s，功率为200
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300W的等离子体处理，处理完毕得到改性玄武岩织物；(3)铺放将改性玄武岩织物按照经纬交叉方式铺放于热压模具中，铺放8层，每两层之间铺设一层聚丁二酸丁二醇酯膜，改性玄武岩纤维的体积含量为30
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35％；(4)热压首先将温度上升至118摄氏度，压力设置为2.5MPa，保温1分钟使树脂预热，然后再将温度上升至120摄氏度，保温10分钟；(5)冷却脱模所述玄武岩织物聚丁二酸丁二醇酯复合板材一次成型，无需层层复合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莺，孙世元，张志娟，詹建朝，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：