一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分：0.1～1份石墨烯；10～20份无水乙醇(C<subgt;2</subgt;H<subgt;5</subgt;OH)；10～20份丙酮(C<subgt;3</subgt;H<subgt;6</subgt;O)；0.1～1份聚乙烯吡络烷酮(PVP)；1～3份硅烷偶联剂(KH550)；0.5～2份羟基化多壁碳纳米管(MWCNT)；60～80份单向纤维布；1～5份柔性低熔点乙烯‑醋酸乙烯热塑性树脂(EVA)；80～120份环氧树脂及对应量的固化剂，还公开了纤维/树脂界面及树脂基体损伤自修复的技术原理，本发明专利技术适用于纤维增强树脂复合材料智能自愈合技术领域，发展高性能石墨烯‑热塑性树脂自愈合材料，揭示其自愈合效应与机理，并赋予材料智能自愈合功能化；获得纳米级石墨烯‑热塑性树脂自愈合材料对热固性环氧树脂的修复作用，促进并扩展石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的应用范围，同时所制备的条件温和、工艺简单、经济性好实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纤维增强树脂基复合材料智能自修复，具体是一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,frp)复合材料具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优势，在航空航天、海洋能源等、土木工程领域得到较为广泛地应用。然而，在实际服役过程中，复杂的服役环境(如交变温度、湿度、腐蚀溶液、酸雨、混凝土渗透液、海水、紫外线照射、风荷载、交通荷载等)条件下，在腐蚀及荷载作用下，不可避免导致材料内部产生多尺度与多类型损伤(如树脂基体裂纹、纤维断裂、纤维-树脂脱粘、纤维拔出、微屈曲、扭折带、层间剥离等)，易引起微细尺度的损伤逐步扩展，导致材料及其服役性能的退化，最终引发结构安全性、适用性与耐久性问题。具有自愈合性能的聚合物基材料能够修复材料内部损伤，从而提高材料及结构的安全性和使用寿命。

2、现有技术中，cn113024857b公开了一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料及其制备方法，将可降解的聚乳酸纤维平铺于纤维预制体中降解后形成微脉管，并通过复合材料成型工艺进行双重自修复本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：

2.一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备石墨烯-柔性低熔点热塑性树脂，包括：将配方量石墨烯和硅烷偶联剂加入配方量无水乙醇溶液中，将超声波细胞粉碎机的探头插入混合溶液1/2位置并密封完好，同时将装有混合溶液的烧杯至于冰水中后，超声1-6小时，超声过程中需要每20分钟更换冰水以保证混合溶液内部温度不超过30℃；向超声完的混合...

【技术特征摘要】

1.一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：

2.一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备石墨烯-柔性低熔点热塑性树脂，包括：将配方量石墨烯和硅烷偶联剂加入配方量无水乙醇溶液中，将超声波细胞粉碎机的探头插入混合溶液1/2位置并密封完好，同时将装有混合溶液的烧杯至于冰水中后，超声1-6小时，超声过程中需要每20分钟更换冰水以保证混合溶液内部温度不超过30℃；向超声完的混合溶液ⅰ中加入一半配方量聚乙烯吡络烷酮，再进行超声1-2小时得溶液ⅱ，超声过程中溶液内部温度同样不能超过30℃，然后取1/2溶液ⅱ放置60℃烘箱中进行6小时烘干处理，得到改性后的石墨烯通过双螺杆挤出工艺均匀混入到eva(乙烯-醋酸乙烯树脂)中，制备成石墨烯-柔性低熔点热塑性树脂。

4.如权利要求2所述的一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，制备基于石墨烯-柔性低熔点热塑性树脂的纤维增强树脂复合材料，包括：

5.如权利要求2所述的一种基于石墨烯自愈合修复纤维增强树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，已损伤的纤维可...

【专利技术属性】
技术研发人员：益小苏，田经纬，齐肖，咸贵军，洪斌，
申请(专利权)人：长三角碳纤维及复合材料技术创新中心，
类型：发明
国别省市：