本發(fā)明涉及一種新材料，更具體的說，涉及一種合成玻璃纖維增強材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)發(fā)展，人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。新材料按組分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、先進復合材料四大類。按材料性能分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學和理化性能，以滿足高強度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應， 以實現(xiàn)某種功能，如半導體材料、磁性材料、光敏材料、熱敏材料、隱身材料和制造原子彈、氫彈的核材料等。新材料在國防建設(shè)上作用重大。例如，超純硅、砷化鎵研制成功，導致大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的誕生，使計算機運算速度從每秒幾十萬次提高到現(xiàn)在的每秒百億次以上；航空發(fā)動機材料的工作溫度每提高100℃，推力可增大24%；隱身材料能吸收電磁波或降低武器裝備的紅外輻射，使敵方探測系統(tǒng)難以發(fā)現(xiàn)等等。
玻璃纖維增強材料俗稱玻璃鋼，是在熱固性樹脂基材中添加纖維性增強材料所制得，通常采用壓制成型工藝來制造。壓制成型包括層壓成型、模壓成型、手糊成型等方法，目前發(fā)展較快的是模壓成型中的塊狀或團狀模材料模壓成型工藝（BMC、DMC）以及片狀模材料模壓成型工藝（SMC）。
玻璃纖維增強材料的優(yōu)劣主要從力學性能、耐腐蝕性能、耐老化性能等方面進行考量。力學性能由基體材料樹脂、增強材料纖維及基體材料與增強材料的界面結(jié)合性能共同決定，即可采用高性能的樹脂和纖維，同時可通過改善其界面結(jié)合性能來提高其力學性能，耐腐蝕性能、耐老化性能主要有基體材料及樹脂性能決定，采用高性能的樹脂、增加后固化處理能有效改善。當前，國內(nèi)玻璃纖維增強材料生產(chǎn)廠家基本集中在上海、江蘇等的發(fā)達地區(qū)。然而，目前市場上的玻璃纖維增強材料存在抗拉強度較低、腐蝕快和硬度低等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明目的是提供一種抗拉強度大、耐腐蝕和高硬度等較高綜合性能的合成玻璃纖維增強材料。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種合成玻璃纖維增強材料，由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖100-140份、長石70-90份、純堿80-100份、芒硝80-100份、炭粉60-80份、石墨烯30-40份、陶瓷粉末50-70份、有機硅40-56份、硼硅酸鹽44-58份、乙烯40-60份、丙烯45-55份、氯乙烯50-60份、碳纖維30-50份、石墨纖維35-55份、硼纖維40-50份、聚醚砜15-29份、聚偏氟乙烯23-29份和改性聚苯醚15-27份。
進一步的，所述合成玻璃纖維增強材料由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖140份、長石70份、純堿80份、芒硝80份、炭粉60份、石墨烯30份、陶瓷粉末50份、有機硅40份、硼硅酸鹽44份、乙烯40份、丙烯45份、氯乙烯50份、碳纖維30份、石墨纖維35份、硼纖維40份、聚醚砜15份、聚偏氟乙烯23份和改性聚苯醚15份。
進一步的，所述合成玻璃纖維增強材料由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖100份、長石90份、純堿100份、芒硝100份、炭粉80份、石墨烯40份、陶瓷粉末70份、有機硅56份、硼硅酸鹽58份、乙烯60份、丙烯55份、氯乙烯60份、碳纖維50份、石墨纖維55份、硼纖維50份、聚醚砜29份、聚偏氟乙烯29份和改性聚苯醚27份。
進一步的，所述合成玻璃纖維增強材料由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖120份、長石80份、純堿90份、芒硝90份、炭粉70份、石墨烯35份、陶瓷粉末60份、有機硅48份、硼硅酸鹽51份、乙烯50份、丙烯50份、氯乙烯55份、碳纖維40份、石墨纖維40份、硼纖維45份、聚醚砜22份、聚偏氟乙烯26份和改性聚苯醚21份。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題為提供一種合成玻璃纖維增強材料的制備方法，包括以下步驟：
1）取石英巖100-140份、長石70-90份、純堿80-100份和芒硝80-100份混合，并依次通過碎料機碎料、研磨機研磨成混合細粉，備用；
2）將步驟1）制得的混合細粉與炭粉60-80份、石墨烯30-40份、陶瓷粉末50-70份、有機硅40-56份和硼硅酸鹽44-58份同時放入熔爐內(nèi)，將溫度逐漸升高到1600-1700℃，使得上述材料熔化成玻璃原液，并保持溫度，備用；
3）取乙烯40-60份、丙烯45-55份和氯乙烯50-60份通過本體聚合法結(jié)合成高分子化合物合成樹脂，備用；
4）將步驟3）制得的合成樹脂與聚醚砜15-29份、聚偏氟乙烯23-29份和改性聚苯醚15-27份添加到步驟2）中的熔爐內(nèi)，在高溫下熔融，并與玻璃原液混合，備用；
5）將碳纖維30-50份、石墨纖維35-55份和硼纖維40-50份添加到步驟4）中，并通過攪拌鐵棒將碳纖維、石墨纖維和硼纖維與玻璃原液混合攪拌，備用；
6）將步驟5）制得玻璃原液通過澆注機澆鑄到模具中，使得玻璃原液在模具中凝固成型，制得玻璃坯件，備用；
7）將步驟6）制得的玻璃坯件再次放入熔爐內(nèi)，將溫度升高至500-700℃，使得玻璃坯件加熱至疲軟狀態(tài)，然后將疲軟的玻璃送至退火窖內(nèi)，使得玻璃坯件在退火窖內(nèi)逐漸冷卻，降低玻璃坯件中的應力，備用；
8）將退火完畢后的玻璃坯件通過切割機進行切割加工，即得。
本發(fā)明技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下方面：通過乙烯、丙烯和氯乙烯合成制得的合成樹脂膠液與石英巖、長石、純堿和芒硝等材料熔煉后得到玻璃原液混合，并添加炭粉、石墨烯、陶瓷粉末、有機硅和硼硅酸鹽后制得的玻璃熔液，在澆鑄成型及冷卻后，然后再次加熱至疲軟狀態(tài)，并通過退火窖進行退火處理，能夠使得玻璃坯件的抗拉強度增大，同時耐腐蝕效果變強和硬度增強，適用于家電、機械和汽車部件加工。
具體實施方式
實施例1
一種合成玻璃纖維增強材料，由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖140份、長石70份、純堿80份、芒硝80份、炭粉60份、石墨烯30份、陶瓷粉末50份、有機硅40份、硼硅酸鹽44份、乙烯40份、丙烯45份、氯乙烯50份、碳纖維30份、石墨纖維35份、硼纖維40份、聚醚砜15份、聚偏氟乙烯23份和改性聚苯醚15份。
一種合成玻璃纖維增強材料的制備方法，包括以下步驟：
1）取石英巖140份、長石70份、純堿80份和芒硝80份混合，并依次通過碎料機碎料、研磨機研磨成混合細粉，備用；
2）將步驟1）制得的混合細粉與炭粉60份、石墨烯30份、陶瓷粉末50份、有機硅40份和硼硅酸鹽44份同時放入熔爐內(nèi)，將溫度逐漸升高到1600℃，使得上述材料熔化成玻璃原液，并保持溫度，備用；
3）取乙烯40份、丙烯45份和氯乙烯50份通過本體聚合法結(jié)合成高分子化合物合成樹脂，備用；
4）將步驟3）制得的合成樹脂與聚醚砜15份、聚偏氟乙烯23份和改性聚苯醚15份添加到步驟2）中的熔爐內(nèi)，在高溫下熔融，并與玻璃原液混合，備用；
5）將碳纖維30份、石墨纖維35份和硼纖維40份添加到步驟4）中，并通過攪拌鐵棒將碳纖維、石墨纖維和硼纖維與玻璃原液混合攪拌，備用；
6）將步驟5）制得玻璃原液通過澆注機澆鑄到模具中，使得玻璃原液在模具中凝固成型，制得玻璃坯件，備用；
7）將步驟6）制得的玻璃坯件再次放入熔爐內(nèi)，將溫度升高至500℃，使得玻璃坯件加熱至疲軟狀態(tài)，然后將疲軟的玻璃送至退火窖內(nèi)，使得玻璃坯件在退火窖內(nèi)逐漸冷卻，降低玻璃坯件中的應力，備用；
8）將退火完畢后的玻璃坯件通過切割機進行切割加工，即得。
實施例2
一種合成玻璃纖維增強材料，由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖100份、長石90份、純堿100份、芒硝100份、炭粉80份、石墨烯40份、陶瓷粉末70份、有機硅56份、硼硅酸鹽58份、乙烯60份、丙烯55份、氯乙烯60份、碳纖維50份、石墨纖維55份、硼纖維50份、聚醚砜29份、聚偏氟乙烯29份和改性聚苯醚27份。
一種合成玻璃纖維增強材料的制備方法，包括以下步驟：
1）取石英巖100份、長石90份、純堿100份和芒硝100份混合，并依次通過碎料機碎料、研磨機研磨成混合細粉，備用；
2）將步驟1）制得的混合細粉與炭粉80份、石墨烯40份、陶瓷粉末70份、有機硅56份和硼硅酸鹽58份同時放入熔爐內(nèi)，將溫度逐漸升高到1700℃，使得上述材料熔化成玻璃原液，并保持溫度，備用；
3）取乙烯60份、丙烯55份和氯乙烯60份通過本體聚合法結(jié)合成高分子化合物合成樹脂，備用；
4）將步驟3）制得的合成樹脂與聚醚砜29份、聚偏氟乙烯29份和改性聚苯醚27份添加到步驟2）中的熔爐內(nèi)，在高溫下熔融，并與玻璃原液混合，備用；
5）將碳纖維50份、石墨纖維55份和硼纖維50份添加到步驟4）中，并通過攪拌鐵棒將碳纖維、石墨纖維和硼纖維與玻璃原液混合攪拌，備用；
6）將步驟5）制得玻璃原液通過澆注機澆鑄到模具中，使得玻璃原液在模具中凝固成型，制得玻璃坯件，備用；
7）將步驟6）制得的玻璃坯件再次放入熔爐內(nèi)，將溫度升高至700℃，使得玻璃坯件加熱至疲軟狀態(tài)，然后將疲軟的玻璃送至退火窖內(nèi)，使得玻璃坯件在退火窖內(nèi)逐漸冷卻，降低玻璃坯件中的應力，備用；
8）將退火完畢后的玻璃坯件通過切割機進行切割加工，即得。
實施例3
一種合成玻璃纖維增強材料，由以下重量份數(shù)配比的材料制成，包括石英巖120份、長石80份、純堿90份、芒硝90份、炭粉70份、石墨烯35份、陶瓷粉末60份、有機硅48份、硼硅酸鹽51份、乙烯50份、丙烯50份、氯乙烯55份、碳纖維40份、石墨纖維40份、硼纖維45份、聚醚砜22份、聚偏氟乙烯26份和改性聚苯醚21份。
一種合成玻璃纖維增強材料的制備方法，包括以下步驟：
1）取石英巖120份、長石80份、純堿90份和芒硝90份混合，并依次通過碎料機碎料、研磨機研磨成混合細粉，備用；
2）將步驟1）制得的混合細粉與炭粉70份、石墨烯35份、陶瓷粉末60份、有機硅48份和硼硅酸鹽51份同時放入熔爐內(nèi)，將溫度逐漸升高到1650℃，使得上述材料熔化成玻璃原液，并保持溫度，備用；
3）取乙烯50份、丙烯50份和氯乙烯55份通過本體聚合法結(jié)合成高分子化合物合成樹脂，備用；
4）將步驟3）制得的合成樹脂與聚醚砜22份、聚偏氟乙烯26份和改性聚苯醚21份添加到步驟2）中的熔爐內(nèi)，在高溫下熔融，并與玻璃原液混合，備用；
5）將碳纖維40份、石墨纖維40份和硼纖維45份添加到步驟4）中，并通過攪拌鐵棒將碳纖維、石墨纖維和硼纖維與玻璃原液混合攪拌，備用；
6）將步驟5）制得玻璃原液通過澆注機澆鑄到模具中，使得玻璃原液在模具中凝固成型，制得玻璃坯件，備用；
7）將步驟6）制得的玻璃坯件再次放入熔爐內(nèi)，將溫度升高至600℃，使得玻璃坯件加熱至疲軟狀態(tài)，然后將疲軟的玻璃送至退火窖內(nèi)，使得玻璃坯件在退火窖內(nèi)逐漸冷卻，降低玻璃坯件中的應力，備用；
8）將退火完畢后的玻璃坯件通過切割機進行切割加工，即得。
實驗例
實驗對象：采用普通的玻璃纖維增強材料作為對照組一，采用特制的玻璃纖維增強材料作為對照組二，本申請的合成玻璃纖維增強材料作為實驗組。
實驗要求：其中三組材料的厚度、面積大小皆一致，通過重力錘擊、酸雨噴淋和拉伸測試的實驗方法對實驗對象進行測試，并得到以下數(shù)據(jù)，在本實驗例中，酸雨噴淋的持續(xù)時間為5小時，塑料的腐蝕速率為每小時的腐蝕情況。
具體結(jié)果如下表所示：
結(jié)合上表，對比三組不同的實驗對象在三種不同的實驗方法下所得的數(shù)據(jù)，本發(fā)明的一種合成玻璃纖維增強材料在拉伸測試、酸雨噴淋以及重力錘擊的實驗下，所得的抗拉強度、耐腐蝕效果以及硬度皆優(yōu)于兩種對照組。
本發(fā)明技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下方面：通過乙烯、丙烯和氯乙烯合成制得的合成樹脂膠液與石英巖、長石、純堿和芒硝等材料熔煉后得到玻璃原液混合，并添加炭粉、石墨烯、陶瓷粉末、有機硅和硼硅酸鹽后制得的玻璃熔液，在澆鑄成型及冷卻后，然后再次加熱至疲軟狀態(tài)，并通過退火窖進行退火處理，能夠使得玻璃坯件的抗拉強度增大，同時耐腐蝕效果變強和硬度增強，適用于家電、機械和汽車部件加工。
當然，以上只是本發(fā)明的典型實例，除此之外，本發(fā)明還可以有其它多種具體實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。