本發(fā)明涉及一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料及其制備方法,屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù):
碳纖維復(fù)合材料是20世紀(jì)60年代中期問世的一種新型結(jié)構(gòu)材料,近年來,與之相關(guān)的研究與應(yīng)用日益受到世界各國的普遍重視。美國、日本及歐洲各國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家均將其列入國家優(yōu)先重點(diǎn)發(fā)展計(jì)劃。與傳統(tǒng)材料相比,碳纖維樹脂基復(fù)合材料有著優(yōu)異的力學(xué)性能,如高比強(qiáng)度,高比模量以及耐腐蝕性等。其比強(qiáng)度可達(dá)1500mpa(g/cm3),是普通鋼材的十倍以上。正是由于碳纖維復(fù)合材料具有其他材料無可比擬的優(yōu)越性能,因此它被廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域,尤其是諸如航空航天、汽車制造等高科技領(lǐng)域。其在礦山和邊坡支護(hù)等領(lǐng)域也具有潛在的、廣泛的應(yīng)用前景。
為了解決礦山和邊坡支護(hù)用金屬材料的腐蝕性、安全性等問題,具有較好耐腐蝕性、輕質(zhì)的玻璃鋼等非金屬復(fù)合材料近年來日益得到應(yīng)用。相對于玻璃鋼復(fù)合材料等非金屬復(fù)合材料,碳纖維復(fù)合材料更具阻燃性、抗靜電性、耐腐蝕性、高強(qiáng)度、輕質(zhì)化、長壽命、高安全穩(wěn)定性等獨(dú)特優(yōu)勢,其在礦山和邊坡支護(hù)領(lǐng)域錨桿、錨索、管材及安全防護(hù)器具等方面具有良好的規(guī)模應(yīng)用前景。但目前礦用碳纖維復(fù)合材料規(guī)模應(yīng)用還存在成本高、材料斷裂伸長率低等缺點(diǎn)。如何降低礦山和邊坡支護(hù)用碳纖維復(fù)合材料的成本高和斷裂伸長率低是解決其規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵。
碳纖維(cf)的抗拉強(qiáng)度和彈性模量較高,但其延伸率較低,抗沖擊性能和斷裂韌性較差;玻璃纖維(gf)的抗拉強(qiáng)度和彈性模量雖然相對較低,但其延伸率較高,價格低廉。在生產(chǎn)礦山和邊坡支護(hù)用復(fù)合材料時,若用廉價的連續(xù)玻璃纖維替代部分的連續(xù)碳纖維制備混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,則可在保持復(fù)合材料力學(xué)性能及提高碳纖維復(fù)合材料斷裂伸長率的基礎(chǔ)上,并在一定程度上降低礦山和邊坡支護(hù)用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的生產(chǎn)成本,使得企業(yè)“用得上,用得起”碳纖維復(fù)合材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對目前現(xiàn)有礦業(yè)和邊坡支護(hù)用碳纖維復(fù)合材料的生產(chǎn)成本高和斷裂伸長率低的不足之處,本發(fā)明提供一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料及其制備方法,相對于純連續(xù)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,該混雜纖維在樹脂基體中呈現(xiàn)不同排布狀態(tài)的復(fù)合材料的斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度均得到提高,工藝簡單、易行,生產(chǎn)成本降低。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,它是由以下重量份數(shù)的原料制成:混雜纖維50~75份、樹脂10~40份、阻燃劑0~15份、抗靜電劑0~5份,
所述混雜纖維由連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維組成,其中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維的體積比為4:1。
所述的樹脂為環(huán)氧樹脂或乙烯基樹脂。
所述的環(huán)氧樹脂可為縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂(如雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、雙酚s型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚a型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂等)、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂(如鄰苯二甲酸二縮水甘油酯環(huán)氧樹脂)、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂(如四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯環(huán)氧樹脂、四縮水甘油基二甲苯二胺環(huán)氧樹脂等)或脂環(huán)族環(huán)氧樹脂(如乙烯基環(huán)己烯二環(huán)氧化物環(huán)氧樹脂,3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲酸-3’,4’-環(huán)氧基環(huán)己基甲酯環(huán)氧樹脂等)。
環(huán)氧樹脂固化劑可為多元胺型固化劑(如四亞乙基五胺、孟烷二胺、異佛爾酮二胺、二氨基二苯基甲烷、n,n’-二甲基哌嗪等)或酸酐型固化劑(鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐等),其中環(huán)氧樹脂與環(huán)氧樹脂固化劑的質(zhì)量比為100:10~30。
所述乙烯基樹脂為標(biāo)準(zhǔn)雙酚a型乙烯基樹脂、化學(xué)阻燃型乙烯基樹脂、酚醛環(huán)氧型乙烯基樹脂或聚氨酯改性型乙烯基樹脂,
其中標(biāo)準(zhǔn)雙酚a型乙烯基樹脂的結(jié)構(gòu)式如下:
酚醛環(huán)氧型乙烯基樹脂的結(jié)構(gòu)式如下:
聚氨酯改性型乙烯基樹脂的結(jié)構(gòu)式如下:
乙烯基樹脂固化劑可為過氧化二碳酸酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化二苯甲酰、異丙苯過氧化氫、過氧化甲乙酮等,其中乙烯基樹脂與乙烯基樹脂固化劑的質(zhì)量比為100:10~30。
所述的阻燃劑為磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、磷酸三(1,3-二氯-2-異丙基)酯、亞磷酸三苯酯或磷酸三(2-氯乙基)酯。
所述的抗靜電劑為硬脂酰三甲基氯化銨、硬脂酰二甲基戊基氯化銨、(月桂酰胺丙基三甲基銨)硫酸甲酯鹽、n,n-雙(2-羥乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羥基丙基)甲銨硫酸甲酯鹽、三羥乙基甲基季銨硫酸甲酯鹽、n,n-十六烷基乙基嗎啉硫酸乙酯鹽或硬脂酰胺丙基二甲基-β-羥乙基銨二氫磷酸鹽。
所述的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法,步驟如下:
(1)將阻燃劑和抗靜電劑均勻分散到樹脂中得到樹脂體系,然后將樹脂體系注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;
(2)將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,得到的混雜纖維在樹脂基體中的截面具有層內(nèi)混雜、層間混雜和夾心混雜三種結(jié)構(gòu);
(3)將經(jīng)過步驟(2)處理的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維送入步驟(1)的浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入成型模具中進(jìn)行固化成型;
(4)固化后的混雜纖維通過牽引裝置進(jìn)行牽引,得到混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。
所述步驟(2)中的導(dǎo)絲板上分布有72個圓孔,72個圓孔分為10層,以導(dǎo)絲板的中心線為對稱軸分為上部孔和下部孔,上部孔從下往上每層居中分布有10個孔、9個孔、8個孔、6個孔和3個孔;下部孔從上往下每層居中分布有10個孔、9個孔、8個孔、6個孔和3個孔;每個圓孔通過一束纖維紗。
所述步驟(2)中的層內(nèi)混雜是指在同一鋪層內(nèi)具有兩種纖維的混雜復(fù)合材料;層間混雜是指在不同鋪層采用不同纖維的混雜復(fù)合材料;夾心混雜是指在材料的芯層和皮層采用不同纖維的混雜復(fù)合材料。
所述步驟(3)中固化成型時的固化模具采用分段加熱方式,共分為四段,第一段加熱溫度為130~145℃,第二段加熱溫度為145~170℃,第三段加熱溫度為175~190℃,第四段加熱溫度為130~145℃。
所述步驟(4)中的牽引速度為0.1~3m/min。
本發(fā)明的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,由于混雜纖維在樹脂基體中呈現(xiàn)不同的分布狀態(tài),相對于純連續(xù)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,該混雜纖維在樹脂基體中呈現(xiàn)不同排布狀態(tài)的復(fù)合材料的斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度均得到提高,生產(chǎn)成本降低,且工藝簡單、易行。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例5混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例6混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例7混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例8混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例9混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖10為本發(fā)明實(shí)施例10混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖11為本發(fā)明對比例1混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖12為本發(fā)明對比例2混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的截面結(jié)構(gòu)。
圖13為本發(fā)明的拉擠成型機(jī)導(dǎo)絲板上導(dǎo)絲孔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解,以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍,該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(a1)所示截面結(jié)構(gòu),是由以下重量份的主要原料通過拉擠成型法制備而成:20份環(huán)氧樹脂(縮水甘油醚類雙酚a型)、70份混雜纖維、5份阻燃劑磷酸三(1-氯-2-丙基)酯和5份抗靜電劑硬脂酰三甲基氯化銨,其中混雜纖維由72束混雜纖維組成,所述的72束混雜纖維中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維均為36束(體積比為4:1)。
本發(fā)明一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)將50g阻燃劑和50g抗靜電劑均勻分散到2000g環(huán)氧樹脂中(雙酚a型環(huán)氧樹脂與固化劑四亞乙基五胺的質(zhì)量比為3:1),然后將樹脂體系注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;
(2)將36束連續(xù)碳纖維和36束連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(a1)所示結(jié)構(gòu)引過如圖2所示的拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板;
(3)將經(jīng)過上述步驟(2)中的連續(xù)碳纖維和玻璃纖維送入樹脂浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入內(nèi)徑為18mm的成型模具中進(jìn)行固化成型;其中固化模具四段的加熱溫度分別設(shè)為:第一段加熱溫度設(shè)定為130oc,第二段加熱溫度設(shè)定為145oc,第三段加熱溫度設(shè)定為175oc,第四段加熱溫度設(shè)定為130oc;
(4)固化后的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過牽引裝置進(jìn)行牽引,牽引速度控制在0.1m/min。
本發(fā)明混雜纖維的絲束總數(shù)為72束,其中連續(xù)玻璃纖維為36束,連續(xù)碳纖維為36束,所制備的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化是通過材料直徑變化實(shí)現(xiàn)的,復(fù)合材料的直徑約為16~22mm;本發(fā)明拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板上的導(dǎo)絲孔結(jié)構(gòu)排布如圖2所示,且每個導(dǎo)絲孔只通過一根絲束,本發(fā)明的復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)如圖1所示截面結(jié)構(gòu)的原理是將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1所示結(jié)構(gòu)通過如圖11所示拉擠成型機(jī)導(dǎo)絲板上的導(dǎo)絲孔實(shí)現(xiàn)的,圖1所示結(jié)構(gòu)中每一個點(diǎn)表示一束連續(xù)纖維,黑色代表連續(xù)碳纖維,白色代表連續(xù)玻璃纖維,其余部分為樹脂基體。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(b2)所示截面結(jié)構(gòu),是由以下重量份的主要原料通過拉擠成型法制備而成:30份環(huán)氧樹脂(縮水甘油酯鄰苯二甲酸二縮水甘油酯型)、60份混雜纖維、15份阻燃劑磷酸三(1,3-二氯-2-異丙基)酯和1份抗靜電劑硬脂酰二甲基戊基氯化銨,其中混雜纖維由72束混雜纖維組成,所述的72束混雜纖維中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維均為36束(體積比為4:1)。
本實(shí)施例的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法步驟如下:
(1)將150g阻燃劑和10g抗靜電劑均勻分散到2000g環(huán)氧樹脂中(鄰苯二甲酸二縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂與固化劑異佛爾酮二胺的質(zhì)量比為3:1),然后將樹脂體系注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;
(2)將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(b2)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板;
(3)將經(jīng)過上述步驟(2)中的連續(xù)碳纖維和玻璃纖維送入樹脂浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入內(nèi)徑為20mm的成型模具中進(jìn)行固化成型;其中固化模具四段的加熱溫度分別設(shè)為:第一段加熱溫度設(shè)定為145oc,第二段加熱溫度設(shè)定為170oc,第三段加熱溫度設(shè)定為190oc,第四段加熱溫度設(shè)定為145oc;
(4)固化后的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過牽引裝置進(jìn)行牽引,牽引速度控制在1.2m/min。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(c1)所示截面結(jié)構(gòu),是由以下重量份的主要原料通過拉擠成型法制備而成:40份環(huán)氧樹脂(縮水甘油胺類四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯型環(huán)氧樹脂)、50份混雜纖維、10份阻燃劑亞磷酸三苯酯和3份抗靜電劑(月桂酰胺丙基三甲基銨)硫酸甲酯鹽,其中混雜纖維由72束混雜纖維組成,所述的72束混雜纖維中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維均為36束(體積比為4:1)。
本實(shí)施例的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法步驟如下:
(1)將100g阻燃劑和30g抗靜電劑均勻分散到2000g環(huán)氧樹脂中(四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯型環(huán)氧樹脂與固化劑鄰苯二甲酸酐的質(zhì)量比為3:1),然后將樹脂體系注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;
(2)將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(c1)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板;
(3)將經(jīng)過上述步驟(2)中的連續(xù)碳纖維和玻璃纖維送入樹脂浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入內(nèi)徑為22mm的成型模具中進(jìn)行固化成型;其中固化模具四段的加熱溫度分別設(shè)為:第一段加熱溫度設(shè)定為140oc,第二段加熱溫度設(shè)定為160oc,第三段加熱溫度設(shè)定為185oc,第四段加熱溫度設(shè)定為140oc;
(4)固化后的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過牽引裝置進(jìn)行牽引,牽引速度控制在0.6m/min。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(c2)所示截面結(jié)構(gòu),是由以下重量份的主要原料通過拉擠成型法制備而成:10份環(huán)氧樹脂(乙烯基環(huán)己烯二環(huán)氧化物環(huán)氧樹脂)、75份混雜纖維、0份阻燃劑和0份抗靜電劑,其中混雜纖維由72束混雜纖維組成,所述的72束混雜纖維中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維均為36束(體積比為4:1)。
本實(shí)施例的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法步驟如下:
(1)將2000g環(huán)氧樹脂(乙烯基環(huán)己烯二環(huán)氧化物環(huán)氧樹脂與固化劑甲基四氫鄰苯二甲酸酐的質(zhì)量比為3:1)注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;
(2)將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(c2)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板;
(3)將經(jīng)過上述步驟(2)中的連續(xù)碳纖維和玻璃纖維送入樹脂浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入內(nèi)徑為16mm的成型模具中進(jìn)行固化成型;其中固化模具四段的加熱溫度分別設(shè)為:第一段加熱溫度設(shè)定為135oc,第二段加熱溫度設(shè)定為150oc,第三段加熱溫度設(shè)定為180oc,第四段加熱溫度設(shè)定為130oc;
(4)固化后的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過牽引裝置進(jìn)行牽引,牽引速度控制在2m/min。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(c3)所示截面結(jié)構(gòu),是由以下重量份的主要原料通過拉擠成型法制備而成:20份環(huán)氧樹脂(縮水甘油胺類四縮水甘油基二甲苯二胺環(huán)氧樹脂)、70份混雜纖維、5份阻燃劑亞磷酸三苯酯或磷酸三(2-氯乙基)酯和5份抗靜電劑硬脂酰二甲基戊基氯化銨,其中混雜纖維由72束混雜纖維組成,所述的72束混雜纖維中連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維均為36束(體積比為4:1)。
本實(shí)施例的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的制備方法步驟如下:
(1)將50g阻燃劑和50g抗靜電劑均勻分散到2000g環(huán)氧樹脂中(四縮水甘油基二甲苯二胺環(huán)氧樹脂與固化劑鄰苯二甲酸酐的質(zhì)量比為3:1),然后將樹脂體系注入拉擠成型機(jī)的浸膠槽中;;
(2)將連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維從纖維紗架上勻速牽出,然后將牽出的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(c3)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板;
(3)將經(jīng)過上述步驟(2)中的連續(xù)碳纖維和玻璃纖維送入樹脂浸膠槽內(nèi)浸膠,然后將浸膠后的連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維引入內(nèi)徑為18mm的成型模具中進(jìn)行固化成型;其中固化模具四段的加熱溫度分別設(shè)為:第一段加熱溫度設(shè)定為135oc,第二段加熱溫度設(shè)定為150oc,第三段加熱溫度設(shè)定為180oc,第四段加熱溫度設(shè)定為130oc;
(4)固化后的混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料通過牽引裝置進(jìn)行牽引,牽引速度控制在1.5m/min。
實(shí)施例6
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(a2)所示截面結(jié)構(gòu),所采用的乙烯基樹脂為雙酚a型,固化劑為過氧化二碳酸酯,雙酚a型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑為磷酸三(2-氯乙基)酯,抗靜電劑為n,n-雙(2-羥乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羥基丙基)甲銨硫酸甲酯鹽,連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(a2)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例1相同,牽引速度控制在2.5m/min。
實(shí)施例7
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(b1)所示截面結(jié)構(gòu),所采用的乙烯基樹脂為化學(xué)阻燃型,固化劑為過氧化苯甲酸叔丁酯,化學(xué)阻燃型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑為亞磷酸三苯酯,抗靜電劑為硬脂酰胺丙基二甲基-β-羥乙基銨二氫磷酸鹽,連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(b1)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例2相同,牽引速度控制在1.0m/min。
實(shí)施例8
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(a3)所示截面結(jié)構(gòu),所采用的乙烯基樹脂為酚醛環(huán)氧型,固化劑為過氧化二苯甲酰,酚醛環(huán)氧型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑為磷酸三(1-氯-2-丙基)酯,抗靜電劑為三羥乙基甲基季銨硫酸甲酯鹽,連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(a3)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例3相同,牽引速度控制在1.5m/min。
實(shí)施例9
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(b3)所示截面結(jié)構(gòu),所采用的為聚氨酯改性型乙烯基樹脂,固化劑為過氧化甲乙酮,聚氨酯改性型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(b3)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例4相同,牽引速度控制在3.0m/min。
實(shí)施例10
本實(shí)施例的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料具有如圖1(c4)所示截面結(jié)構(gòu),所采用的乙烯基樹脂為雙酚a型,固化劑為過氧化二苯甲酰,雙酚a型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑為亞磷酸三苯酯,抗靜電劑為三羥乙基甲基季銨硫酸甲酯鹽,連續(xù)碳纖維和連續(xù)玻璃纖維按照圖1(c4)所示結(jié)構(gòu)引過拉擠成型機(jī)的導(dǎo)絲板,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例5相同,牽引速度控制在2.0m/min。
對比例1
本對比例制備的為純碳纖維增強(qiáng)脂基復(fù)合材料,所采用的乙烯基樹脂為雙酚a型,固化劑為過氧化二碳酸酯,雙酚a型乙烯基樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑為磷酸三(2-氯乙基)酯,抗靜電劑為n,n-雙(2-羥乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羥基丙基)甲銨硫酸甲酯鹽,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例1相同,牽引速度控制在2.5m/min。
對比例2
本對比例質(zhì)保的為純玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂,固化劑為三乙烯四胺,雙酚a型環(huán)氧樹脂與固化劑的質(zhì)量比為3:1,阻燃劑位磷酸三(1-氯-2-丙基)酯,抗靜電劑為硬脂酰三甲基氯化銨,其余制備步驟與主要原料重量份數(shù)與實(shí)施例4相同,牽引速度控制在0.5m/min。
對上述實(shí)施例1~8及對比例1~2中的復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能、阻燃性能和抗靜電性能試驗(yàn),得到的試驗(yàn)結(jié)果如表1所示:
表1混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能、阻燃性能和抗靜電性能結(jié)果
采用本發(fā)明的方法制備的一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,由于混雜纖維在樹脂基體中呈現(xiàn)不同的分布狀態(tài),相對于純連續(xù)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,該混雜纖維在樹脂基體中呈現(xiàn)不同排布狀態(tài)的復(fù)合材料的斷裂伸長率、彎曲強(qiáng)度及剪切強(qiáng)度均得到提高,生產(chǎn)成本降低,且工藝簡單、易行。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。