【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环氧树脂基复合材料，具体涉及一种碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂是一种先进复合材料树脂基体，其性能优异，尤其表现在耐磨性、机械性、粘接性、化学稳定性、电绝缘性以及对基材的黏附性等，因此在机械、化工、建筑、铁路交通和航空航天等领域都可以看到它的身影。但是，环氧树脂交联固化后形成立体网状结构，交联密度增大、内应力提高，固化物硬脆、韧性差易开裂，限制了其在高强高韧复合材料中的应用，因此需要对环氧树脂进行改性，达到增强增韧的目的。
2、现有环氧树脂增韧改性的方法大致包括：无机粒子增韧环氧树脂、互穿网络增韧环氧树脂和化学改性增韧环氧树脂，其中无机粒子增韧环氧树脂：在环氧树脂中添加刚性无机粒子、橡胶粒子、热塑性树脂、液晶聚合物和核壳结构聚合物等分散相；互穿网络增韧环氧：在环氧树脂体系中形成互穿、半互穿网络或者海岛结构来达到增韧的目的；化学改性增韧环氧：在环氧树脂主体结构中引入“柔性链段”来达到增韧的目的。以上方法虽然可以提高冲击强度，但却常以牺牲了材料的拉伸强度为代价。
3、中国专利文献cn201610235881.4公开了一种碳纤维增强环氧树脂复合材料，其重量份组成包括：环氧树脂45～60份，增韧剂10～15份，爽滑剂4～5份，固化剂15～20份，促进剂1～2份，增稠剂5～10份，脱模剂1～3份，增容剂5～10份，纳米硫酸钡10～15份，uhmwpe 8～12份，碳纤维10～16份，所制备的碳纤维增强环氧树脂复合材料虽具有较好的耐刮擦性能，但复合材料的力学性能
4、中国专利文献cn202211085022.3公开了一种改性碳纤维及其制备方法和应用以及改性碳纤维环氧树脂复合材料，通过在碳纤维表面以π-π为作用力引入氧化石墨烯膜层，使碳纤维表面呈现化学活性且较粗糙，提高与树脂基体的浸润性，形成牢固的相互作用，增强复合材料的界面性能，但该材料的耐老化性能不足。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料及其制备方法，所制备得到的复合材料具有良好的力学性能和耐老化性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
3、一种碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1、将单端羟基聚醚和顺丁烯二酸酐混合均匀，然后加入催化剂对甲基苯磺酸，随后通入氮气，加热搅拌反应，待反应完成后，向其中加入短切碳纤维和玻璃纤维，浸渍，取出后烘干，得到改性复合纤维；
5、s2、将纳米二氧化钛分散在乙醇水溶液中，然后向其中加入乙烯基硅烷偶联剂，搅拌1-3h，经过滤、洗涤、干燥，得到改性纳米二氧化钛；
6、s3、将环氧树脂、改性复合纤维、改性纳米二氧化钛、固化剂、偶氮二异丁脒盐酸盐混合均匀，并置于成型模具内加热固化成型，即得到碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。
7、优选的，步骤s1中，单端羟基聚醚、顺丁烯二酸酐、对甲基苯磺酸、短切碳纤维和玻璃纤维的质量比为100:8-12:1-2:5-10:5-10。
8、优选的，步骤s1中，加热搅拌反应的温度为65-80℃，加热搅拌反应的时间为2-3h。
9、优选的，步骤s2中，纳米二氧化钛和乙烯基硅烷偶联剂的质量比为8-10:1-3。
10、优选的，步骤s2中，乙烯基硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂a-151、硅烷偶联剂a-171、硅烷偶联剂a-172或硅烷偶联剂a-173。
11、优选的，步骤s3中，环氧树脂、改性复合纤维、改性纳米二氧化钛、固化剂和偶氮二异丁脒盐酸盐的质量比为80-100:10-20:5-10:10-15:1-3。
12、优选的，步骤s3中，所述固化剂选自胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、咪唑类固化剂中的至少一种。
13、优选的，步骤s3中，加热固化成型工艺为：在压力为0.2-0.3mpa、以10-15℃/min的升温速率加热至100-130℃，固化1-2h；保持压力不变，以10-15℃/min的升温速率加热至180-200℃，固化10-20min。
14、本专利技术还提供由上述制备方法所制备得到的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、(1)本专利技术利用单端羟基聚醚和顺丁烯二酸酐进行反应，得到单端羧酸聚醚，随后将短切碳纤维和玻璃纤维浸入在单端羧酸聚醚中，在短切碳纤维和玻璃纤维的表面包覆含双键的聚醚，利用聚醚与环氧树脂较好的相容性来提高短切碳纤维和玻璃纤维在基体中的分散，同时聚醚还能够提升环氧树脂的韧性。
17、(2)纳米二氧化钛属于无机刚性粒子，与环氧树脂基体的相容性较差，直接共混时二者的结合强度很低，纳米二氧化钛容易析出，对复合材料力学性能的提高效果有限，本专利技术通过对纳米二氧化钛进行改性，在其表面引入碳碳双键，随后在热固化成型过程中，在引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐的作用下，碳碳双键之间发生加成反应，通过化学作用将纳米二氧化钛引入到环氧树脂复合材料中，进一步提升了复合材料的拉伸强度；此外纳米二氧化钛具有良好的抗紫外老化性能，将其引入到复合材料中，显著提高复合材料的耐老化性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，单端羟基聚醚、顺丁烯二酸酐、对甲基苯磺酸、短切碳纤维和玻璃纤维的质量比为100:8-12:1-2:5-10:5-10。
3.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加热搅拌反应的温度为65-80℃，加热搅拌反应的时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，纳米二氧化钛和乙烯基硅烷偶联剂的质量比为8-10:1-3。
5.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，乙烯基硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂A-151、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂A-172或硅烷偶联剂A-173。
6.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，环氧树脂、改性
7.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述固化剂选自胺类固化剂、聚酰胺类固化剂、咪唑类固化剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，加热固化成型工艺为：在压力为0.2-0.3MPa、以10-15℃/min的升温速率加热至100-130℃，固化1-2h；保持压力不变，以10-15℃/min的升温速率加热至180-200℃，固化10-20min。
9.如权利要求1-8任一项所述制备方法所制备得到的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，单端羟基聚醚、顺丁烯二酸酐、对甲基苯磺酸、短切碳纤维和玻璃纤维的质量比为100:8-12:1-2:5-10:5-10。
3.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，加热搅拌反应的温度为65-80℃，加热搅拌反应的时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，纳米二氧化钛和乙烯基硅烷偶联剂的质量比为8-10:1-3。
5.根据权利要求1所述的碳纤维/玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，乙烯基硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂a-151、硅烷偶联剂a-171、硅烷偶联剂a-172或硅烷偶联剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦德坤，吴丽梅，曾昭叶，
申请(专利权)人：东莞市维斯德新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。