一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及其制備方法，通過在備好的模具內(nèi)均勻涂抹一層磷酸鹽膠凝材料；在磷酸鹽膠凝材料上平鋪一層纖維片材并壓實(shí)及排氣，然后在纖維片材上均勻涂抹一層磷酸鹽膠凝材料；再將得到的材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待其固化成型得到磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。本發(fā)明磷酸鹽基纖維復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能，較好的高溫穩(wěn)定性，而且安全、環(huán)保、取材容易、施工簡單，可以單獨(dú)作為復(fù)合材料使用，或者在工程建設(shè)和加固中應(yīng)用。
【專利說明】一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及纖維復(fù)合材料，尤其涉及一種磷酸鹽基體的纖維復(fù)合材料及其制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、冶金、化工、機(jī)械及土木工程領(lǐng)域， 其中在土木工程修復(fù)加固補(bǔ)強(qiáng)中，已應(yīng)用于公路、橋梁及飛機(jī)跑道等的快速修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)和加 固各類工程。磷酸鹽基體纖維復(fù)合材料，是指以纖維為增強(qiáng)相，以磷酸鹽材料為基體的復(fù)合 材料固化后的磷酸鹽基復(fù)合材料，具有良好的物理和化學(xué)性能，磷酸鹽基復(fù)合材料具有耐 高溫、高強(qiáng)度、介電性能優(yōu)異、抗氧化以及良好的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，是一 種耐高溫、低介電損耗的理想材料。
[0003] 現(xiàn)有的磷酸鹽基體材料通常由水化硬化、酸堿硬化和礦物鍵合幾種形式，前兩者 是由粉體材料與水混合配制而成，硬化速度較快，不利于制備纖維復(fù)合材料。而礦物鍵合材 料由磷酸鹽溶液反應(yīng)而成，通常在常溫下硬化速度較慢，強(qiáng)度發(fā)展較慢。且磷酸鹽基纖維復(fù) 合材料制備工藝過程復(fù)雜，所需原料多，制備成本高。
[0004] 因此，本發(fā)明針對(duì)磷酸鹽溶液配制的纖維復(fù)合材料提出改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及 其制備方法，旨在解決現(xiàn)有磷酸鹽基纖維復(fù)合材料存在抗折強(qiáng)度低，熱穩(wěn)定性差的問題。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟： A、 按重量組份計(jì)，100份磷酸鹽溶液、ΚΓ70份偏高嶺土、調(diào)凝劑:Γ15份、以及消泡劑 0. 5?2份，將其混合、攪拌均勻得到混合物； B、 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹一層上述混合物； C、 在混合物上平鋪一層纖維片材并壓實(shí)及排氣，然后在纖維片材上均勻涂抹一層混合 物； D、 對(duì)步驟C得到的材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待其固化成型得到磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
[0007] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，步驟C重復(fù)若干次，最后制得具 有多層纖維片材的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
[0008] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述步驟D中，在室溫條件下養(yǎng) 護(hù)。
[0009] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法,其中，所述步驟D中，在40°C?90°C溫 度條件下微波養(yǎng)護(hù)3(T45min。
[0010] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述偏高嶺土為高嶺土在 60(T900°C溫度條件下煅燒2~20小時(shí)的產(chǎn)物。 toon] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述纖維片材為碳纖維、玻璃纖 維、玄武巖纖維及芳綸纖維中的一種或幾種混合物。
[0012] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述磷酸鹽為磷酸二氫氨、磷酸 二氫鋁、三聚磷酸鋁中的一種或幾種混合物。
[0013] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述調(diào)凝劑為鎂砂、水鎂石、硅 酸鹽系列水泥、鋁酸鹽水泥及硫鋁酸鹽水泥的一種或幾種組合物。
[0014] 所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑、礦 物油消泡劑及高分子聚醚消泡劑中的一種。
[0015] 一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料，其中，采用如上述任一所述的制備方法制成。
[0016] 有益效果：本發(fā)明提供的一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及其制備方法，磷酸鹽膠凝 材料良好的粘結(jié)性使其與纖維片材緊密粘貼從而共同作用產(chǎn)生更高的抗折強(qiáng)度，本發(fā)明磷 酸鹽基纖維復(fù)合材料具有較高的力學(xué)性能，較好的高溫穩(wěn)定性，而且安全、環(huán)保、取材容易、 施工簡單，可以單獨(dú)作為復(fù)合材料使用，或者在工程建設(shè)和加固中應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明提供一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù) 方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018] -種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其中，包括步驟： A、 按重量組份計(jì)，將100份磷酸鹽溶液、ΚΓ70份偏高嶺土、調(diào)凝劑:Γ15份、以及消泡劑 0. 5?2份，將其混合、攪拌均勻得到混合物； B、 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹一層上述混合物； C、 在混合物上平鋪一層纖維片材并壓實(shí)及排氣，然后在纖維片材上均勻涂抹一層混合 物； D、 對(duì)步驟C得到的材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待其固化成型得到磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
[0019] 進(jìn)一步，本發(fā)明步驟B和步驟C中，控制涂刷在模具內(nèi)和纖維片材上混合物的厚度 為I. (Γ5. 0_?；旌衔锏暮穸葧?huì)影響最終磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能，涂抹合適的混 合物厚度可有效提高磷酸纖維復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性，這是由于當(dāng)涂抹的混合 物量不足時(shí)，不能有效的與纖維片材緊密粘貼，從而起不到協(xié)同作用來提高復(fù)合材料的抗 折強(qiáng)度和耐高溫性能；而當(dāng)涂抹的混合物量過多時(shí)，由于涂層過厚，疏松且脆，易引起開裂 現(xiàn)象，致使磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。本發(fā)明，較優(yōu)選的是，控制涂抹在模具 內(nèi)和纖維片材上混合物的厚度為2. (Γ4. 0_，例如3. 0_，所制得的磷酸纖維復(fù)合材料抗折 強(qiáng)度及耐熱穩(wěn)定性最好。
[0020] 本發(fā)明中，步驟C重復(fù)若干次，即在纖維片材上涂抹的混合物上繼續(xù)平鋪一層纖 維片材并壓實(shí)及排氣，然后在新平鋪的纖維片材上再均勻涂抹一層混合物，依次類推，重復(fù) 若干次，最后可制得具有多層纖維片材的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料，制得的該多層纖維片材 的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料相比于單層纖維片材的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料具有更高的抗折 強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性，較優(yōu)選地是，步驟C重復(fù)1飛次，最后制得具有2飛層纖維片材的磷酸 鹽基纖維復(fù)合材料，以進(jìn)一步提高磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性。
[0021] 本發(fā)明步驟D中，對(duì)步驟C得到的材料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)或者微波養(yǎng)護(hù)。模具工藝 中養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)復(fù)合材料性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響。養(yǎng)護(hù)溫度過低時(shí)，則基體固化較慢，纖維片 材層與層之間粘結(jié)強(qiáng)度不佳；養(yǎng)護(hù)溫度過高時(shí)，則基體膠過早固化，導(dǎo)致形成疏松的材料， 降低磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度，因此，養(yǎng)護(hù)溫度不宜過低或過高，本發(fā)明選擇對(duì)步 驟C得到的材料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)，可得到力學(xué)性能較優(yōu)的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
[0022] 優(yōu)選地，本發(fā)明可采用在微波條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這是由于微波加熱具有加熱速度 快、加熱均勻的特點(diǎn)，從而可最大化的提高磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。在微波條 件下選擇養(yǎng)護(hù)溫度為40°C ~90°C，在該養(yǎng)護(hù)溫度下，不僅不會(huì)破壞磷酸鹽基纖維復(fù)合材料 的結(jié)構(gòu)，還能夠加快復(fù)合材料的固化速度，提高生產(chǎn)效率，特別是能夠進(jìn)一步的提高磷酸鹽 復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度。更優(yōu)選地是，養(yǎng)護(hù)溫度為6(T70°C時(shí)，制得的磷酸鹽復(fù)合材料力學(xué)性 能更好，其抗折強(qiáng)度更強(qiáng)。同樣地，模具工藝中養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)復(fù)合材料性能也會(huì)產(chǎn)生很大的 影響。本發(fā)明對(duì)步驟C得到的材料在養(yǎng)護(hù)溫度下養(yǎng)護(hù)3(T45min，進(jìn)一步，控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間為 40min，在該養(yǎng)護(hù)條件下，制得的磷酸鹽復(fù)合材料力學(xué)性能更好，其抗折強(qiáng)度更強(qiáng)，這是由于 養(yǎng)護(hù)時(shí)間過短時(shí)，固化不完全，致使抗折強(qiáng)度降低；當(dāng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間過長時(shí)，會(huì)破壞已經(jīng)成型的 材料，進(jìn)而抗折強(qiáng)度降低。
[0023] 本發(fā)明中，所述偏高嶺土為高嶺土在60(T90(TC溫度條件下煅燒2~20小時(shí)的產(chǎn) 物。在本發(fā)明煅燒條件下，高嶺土中含有的結(jié)晶水在600°C開始慢慢消失，約煅燒2~20小時(shí) 水分完全消失，較優(yōu)選地，選用煅燒溫度為800°C，高嶺土在800°C煅燒后，高嶺土的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)發(fā)生顯著變化，高活性的五配位鋁大量生成，從而致使生成的偏高嶺土反應(yīng)活性最高。進(jìn) 一步，本發(fā)明控制煅燒時(shí)間為8~12小時(shí)，在該時(shí)間內(nèi)高嶺土中的結(jié)晶水能夠完全消失，既 可提商憐酸鹽基體I父的粘結(jié)性和力學(xué)性能，還能提商生廣效率，節(jié)省能耗。
[0024] 本發(fā)明中纖維片材為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及芳綸纖維中的一種或幾種 混合物。優(yōu)選地，本發(fā)明選用碳纖維和玻璃纖維中的至少一種作為纖維片材。碳纖維以共 價(jià)鍵結(jié)合，具有高的原子結(jié)合強(qiáng)度，致使碳纖維具有高強(qiáng)度、耐高溫、抗熱沖擊的特性；玻璃 纖維有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性、高強(qiáng)度及優(yōu)良的電絕緣性等特性。磷酸鹽基體膠與碳纖維和玻璃 纖維有較好的粘接強(qiáng)度和相容性，從而使得磷酸鹽基體膠與碳纖維或玻璃纖維協(xié)調(diào)工作并 且表現(xiàn)出優(yōu)良的力學(xué)性能，使得磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度大大增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性也 明顯得到提高。
[0025] 進(jìn)一步，本發(fā)明還對(duì)碳纖維和玻璃纖維進(jìn)行去涂層預(yù)處理，這是由于碳纖維和玻 璃纖維表面都有一層有機(jī)物-石蠟，使得磷酸基體膠與纖維的粘接力降低，采用索氏抽提 器以丙酮為提取液在80°C連續(xù)抽取72h，然后于KKTC烘干3h，可除去碳纖維和玻璃纖維表 面的涂層，從而確保碳纖維與磷酸鹽基體膠較好的相容，大大的改善了兩者之間的界面性 能，提高了磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能。
[0026] 本發(fā)明的磷酸鹽為磷酸二氫氨、磷酸二氫鋁、三聚磷酸鋁中的一種或幾種混合物。 優(yōu)選地，采用磷酸二氫鋁及三聚磷酸鋁的一種或其組合物作為磷酸鹽，能進(jìn)一步提高磷酸 鹽膠凝材料的力學(xué)性能和粘結(jié)性，從而使得最終制得的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料具有更高的 抗折強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
[0027] 本發(fā)明中磷酸鹽的固含量為60~80%，優(yōu)選地，選用磷酸鹽固含量為65%~75%，可使 磷酸鹽溶液更好的與偏高嶺土均勻混合，從而有利于加快磷酸鹽溶液與偏高嶺土反應(yīng)的速 度，提高磷酸鹽溶液與偏高嶺土的硬化速度及力學(xué)強(qiáng)度。
[0028] 本發(fā)明所選的調(diào)凝劑優(yōu)選為鎂砂、水鎂石、硅酸鹽系列水泥、鋁酸鹽水泥及硫鋁酸 鹽水泥的一種或幾種組合物。進(jìn)一步，采用鎂砂或水鎂石作為調(diào)凝劑，所制成的磷酸鹽基纖 維復(fù)合材料凝結(jié)硬化速度更快，早期強(qiáng)度更高， 另外，本發(fā)明所選的消泡劑優(yōu)選為有機(jī)硅消泡劑、礦物油消泡劑及高分子聚醚消泡劑 中的一種。磷酸鹽漿體混合物中加入消泡劑后，使磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的孔隙率下降，優(yōu) 選地，本發(fā)明選用有機(jī)硅消泡劑作為消泡劑，選用此類消泡劑對(duì)磷酸鹽漿體混合物的消泡 效果更佳，進(jìn)而使磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的早期強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高。進(jìn)一步，本發(fā)明選 用高碳醇類消泡劑作為有機(jī)硅消泡劑，這是由于高碳醇類消泡劑能夠快速滲透到磷酸鹽漿 體混合物內(nèi)部，并迅速的擴(kuò)散開，消除漿體混合物中的泡沫。優(yōu)選地，所述高碳醇類消泡劑 的消泡活性物質(zhì)為有機(jī)娃氧燒和疏水白炭黑，以進(jìn)一步提1?憐酸鹽基纖維復(fù)合材料的凝結(jié) 硬化速度和早期強(qiáng)度。
[0029] 本發(fā)明中所述磷酸鹽的制備方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，包括步驟： 5100、 按重量組份計(jì)，稱取100份磷酸溶液、2(Γ30份氫氧化鋁粉末和3(Γ50份超純水； 5101、 將稱取的氫氧化鋁粉末與超純水混合并充分?jǐn)嚢枋箽溲趸X不凝結(jié)成團(tuán)； 5102、 將稱取的磷酸溶液倒入步驟SlOl形成的混合液中，然后反應(yīng)廣2h至溶液為透明 色，之后置于常溫下靜置，待其冷卻后得到所述的磷酸鹽。
[0030] 其中，步驟SlOO中，磷酸濃度為85%，磷酸溶液與氫氧化鋁均為分析純，且都產(chǎn)自 于成都市科龍化工試劑廠。
[0031] 本發(fā)明還提供一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料，其采用如上所述的制備方法制成。
[0032] 下面結(jié)合實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。以下各實(shí)施例中的磷酸鹽的制備方法為： 取干凈燒杯，將稱取好的22. 5份Al (OH) 3與40份超純水混合，并攪拌均勻；再稱取100份 磷酸(濃度為85%)緩慢滴加至Al (OH) 3溶液中，并攪拌均勻；打開磁力攪拌器，當(dāng)攪拌器內(nèi) 水溫升至98°C時(shí)將燒杯放入，并勻速攪拌磷酸與Al (OH) 3混合液l~2h，待溶液反應(yīng)至透明 色后繼續(xù)勻速攪拌以蒸發(fā)多余水分；之后將其取出，待其冷卻后測試其粘度。當(dāng)粘度計(jì)轉(zhuǎn)速 為12r/min時(shí)，溶液粘度為10(Tl20mPa · s，即為本試驗(yàn)所需的磷酸鹽。粘度計(jì)為數(shù)顯粘度 計(jì)，型號(hào)為NDJ-9S。
[0033] 以下所述的碳纖維片材購買于南京海拓復(fù)合材料有限責(zé)任公司。所述的玻璃纖維 購買于泰州市中盛玻纖制品有限公司。所述的玄武巖纖維購買于江蘇天龍玄武巖連續(xù)纖維 高新科技有限公司。
[0034] 實(shí)施例1 準(zhǔn)備6個(gè)3格模具，每格尺寸為10_X40_X 160mm ;將制備好的磷酸鹽膠凝材料用干 凈鏟子在模具一個(gè)格子內(nèi)均勻涂抹一層，厚度為5. Omm ;之后鋪上準(zhǔn)備好的纖維片材，尺寸 為40mmX 160mm，并鋪平、壓實(shí)、排氣；再在纖維片材上均勻涂刷一層磷酸鹽膠凝材料，厚度 為5. 0mm，壓實(shí)、排氣，制成具有一層纖維片材的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。采用上述同樣的方 法將另外幾個(gè)磷酸鹽基纖維復(fù)合材料做好。在制備好的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料中取9個(gè)置 于室溫下養(yǎng)護(hù)，待其硬化后，對(duì)其脫模并進(jìn)行修邊處理；另外9個(gè)于60°C微波養(yǎng)護(hù)45min后 取出，置于室溫下待其冷卻硬化并脫模、進(jìn)行修邊處理，形成兩組養(yǎng)護(hù)條件不同（室溫養(yǎng)護(hù) 和微波養(yǎng)護(hù)兩種，下同）的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。所得的18個(gè)磷酸鹽基纖維復(fù)合材料樣 品分別養(yǎng)護(hù)7天、14天、28天，并在齡期到達(dá)后用材料試驗(yàn)機(jī)測試其三點(diǎn)抗折強(qiáng)度，每次從 養(yǎng)護(hù)條件不同的兩組各取3個(gè)磷酸鹽基纖維復(fù)合材料進(jìn)行測試，三個(gè)磷酸鹽基纖維復(fù)合材 料的平均抗折強(qiáng)度為該組的抗折強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0035] 所述的纖維片材為碳纖維。
[0036] 所述的磷酸鹽膠凝材料按重量份計(jì)為：100份磷酸鹽溶液，50份偏高嶺土，12份調(diào) 凝劑(鎂砂)，2份消泡劑(高碳醇類消泡劑)。按照上述的方法制備磷酸鹽膠凝材料。
[0037] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1 相同： 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹制得的磷酸鹽膠凝材料，厚度約為4. Omm ;鋪上一層纖維片 材，并鋪平、壓實(shí)、排氣；重復(fù)上述步驟再鋪好2層纖維片材，最后在纖維片材上均勻涂刷一 層磷酸鹽膠凝材料，厚度約為4. 0mm，并壓實(shí)、排氣。即磷酸鹽基纖維復(fù)合材料中共鋪有3層 纖維片材。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0038] 所述的纖維片材為碳纖維。
[0039] 所述的磷酸鹽膠凝材料按重量份計(jì)為：100份磷酸鹽溶液，70份偏高嶺土，15份調(diào) 凝劑(水鎂石)，1份消泡劑(礦物油消泡劑)。按照上述的方法制備磷酸鹽膠凝材料。
[0040] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1 相同： 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹制得的磷酸鹽膠凝材料，厚度約為2. Omm ;鋪上一層纖維片 材，并鋪平、壓實(shí)、排氣；重復(fù)上述步驟再鋪好3層纖維片材，最后在纖維片材上均勻涂刷一 層磷酸鹽膠凝材料，厚度約為2.0 mm，并壓實(shí)、排氣。即磷酸鹽基纖維復(fù)合材料中共鋪有4 層纖維片材。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0041] 所述的磷酸鹽膠凝材料按重量份計(jì)為：100份磷酸鹽溶液，30份偏高嶺土，3份調(diào) 凝劑(普通硅酸鹽水泥42. 5)，1. 5份消泡劑(高分子聚醚消泡劑)。按照上述的方法制備磷 酸鹽膠凝材料。
[0042] 所述的纖維片材采用南京海拓復(fù)合材料有限責(zé)任公司的碳纖維。
[0043] 實(shí)施例4 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1 相同： 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹制得的磷酸鹽膠凝材料，厚度約為I. Omm ;鋪上一層纖維片 材，并鋪平、壓實(shí)、排氣；重復(fù)上述步驟再鋪好5層纖維片材，最后在纖維片材上均勻涂刷一 層磷酸鹽膠凝材料，厚度約為I. 〇mm，并壓實(shí)、排氣。即磷酸鹽基纖維復(fù)合材料中共鋪有6層 纖維片材。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0044] 所述的纖維片材為碳纖維。
[0045] 所述的磷酸鹽膠凝材料按重量份計(jì)為：100份磷酸鹽溶液，10份偏高嶺土，6份調(diào) 凝劑(鋁酸鹽水泥)，〇. 5份消泡劑（高碳醇類消泡劑)。按照上述的方法制備磷酸鹽膠凝材 料。
[0046] 實(shí)施例5 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例I 相同： 所述的纖維片材為玻璃纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0047] 實(shí)施例6 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例2 相同： 所述的纖維片材為玻璃纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0048] 實(shí)施例7 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例3 相同： 所述的纖維片材為玻璃纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0049] 實(shí)施例8 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例4 相同： 所述的纖維片材為玻璃纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0050] 實(shí)施例9 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例1 相同： 所述的纖維片材為玄武巖纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0051] 實(shí)施例10 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例2 相同： 所述的纖維片材為玄武巖纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0052] 實(shí)施例11 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例3 相同： 所述的纖維片材為玄武巖纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0053] 實(shí)施例12 本實(shí)施例的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，除下述特征外，其他特征與實(shí)施例4 相同： 所述的纖維片材為玄武巖纖維。試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0054] 實(shí)施例13 準(zhǔn)備6個(gè)3格模具，每格尺寸為IOmmX 40mmX 160mm ;將制備好的磷酸鹽膠凝材料均勻 涂刷在模具內(nèi)，厚度約為l〇mm，并排氣、振搗均勻，重復(fù)上述步驟將另外所有模具填滿。將所 制得的9個(gè)試塊置于室溫下養(yǎng)護(hù)，待其硬化后脫模并進(jìn)行修邊處理；另外9個(gè)置于60°C微 波養(yǎng)護(hù)45min，之后將試塊取出，待其冷卻硬化后將其脫模并進(jìn)行修邊處理。所得的18個(gè)試 塊分別養(yǎng)護(hù)7天、14天、28天，齡期到時(shí)每次分別從養(yǎng)護(hù)條件不同的兩組各取3塊進(jìn)行三點(diǎn) 抗彎試驗(yàn)，三個(gè)試塊的平均抗彎強(qiáng)度為該組的抗彎強(qiáng)度。所得試驗(yàn)結(jié)果作為纖維片材空白 組與上述試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果見下表1、2和3。
[0055] 以下各表I、表2和表3中，CFRP代表磷酸鹽碳纖維復(fù)合材料，GFRP代表磷酸鹽玻 璃纖維復(fù)合材料，XFRP代表磷酸鹽玄武巖纖維復(fù)合材料。
[0056] 表1 :7天抗折強(qiáng)度(單位：MPa)

【權(quán)利要求】
1. 一種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟： A、 按重量組份計(jì)，100份磷酸鹽溶液、ΚΓ70份偏高嶺土、調(diào)凝劑:Γ15份、以及消泡劑 0. 5?2份，將其混合、攪拌均勻得到混合物； B、 在備好的模具內(nèi)均勻涂抹一層上述混合物； C、 在混合物上平鋪一層纖維片材并壓實(shí)及排氣，然后在纖維片材上均勻涂抹一層混合 物； D、 對(duì)步驟C得到的材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待其固化成型得到磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟C重復(fù) 若干次，最后制得具有多層纖維片材的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟D 中，在室溫條件下養(yǎng)護(hù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟D 中，在40°C?90°C溫度條件下微波養(yǎng)護(hù)3(T45min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述偏高 嶺土為高嶺土在60(T900°C溫度條件下煅燒2?20小時(shí)的產(chǎn)物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述纖維 片材為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及芳綸纖維中的一種或幾種混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸 鹽為磷酸二氫氨、磷酸二氫鋁、三聚磷酸鋁中的一種或幾種混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述調(diào)凝 劑為鎂砂、水鎂石、硅酸鹽系列水泥、鋁酸鹽水泥及硫鋁酸鹽水泥的一種或幾種組合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鹽基纖維復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述消泡 劑為有機(jī)硅消泡劑、礦物油消泡劑及高分子聚醚消泡劑中的一種。
10. -種磷酸鹽基纖維復(fù)合材料，其特征在于，采用如權(quán)利要求1至9任一所述的制備 方法制成。
【文檔編號(hào)】C04B16/06GK104228184SQ201410481842
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】丁鑄, 戴夢(mèng)希, 王耀城, 孫紅芳, 董必欽, 邢鋒 申請(qǐng)人:深圳大學(xué)