CN102276856A - 一种纺织增强复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型纺织增强复合材料的制备方法，系由不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇通过聚酯化反应合成的线型预聚体，不饱和聚酯预聚物中所含的双键可与乙烯基单体，可发生自由基共聚形成交联高分子。将其以有机过氧化物引发，浸渍涤棉面料，经适当的温度在一定的时间内，树脂和涤棉纤维紧密粘合在一起，成为一个完整的纺织复合材料制品。另一种方法是将环氧树脂作为基体，对苯二甲酸酐为固化剂，在催化剂作用下进行固化。本发明在于通过环保型的乙烯基单体或者环氧基单体进行交联，属环保型制备工艺技术领域。使用本发明合成具有高度贮存稳定性，其固化性能良好，具有良好的光泽度。由于其合成过程中无对环境有污染的单体，降解过程也不会产生污染性的化合物，这将是一种具有优越环保性能的材料。该制备方法步骤简单、易于操作、便于推广，既有良好的经济效益，又有良好的社会效益。

Description

一种纺织增强复合材料的制备方法

一、技术领域：

本发明涉及一种不饱和聚酯或环氧树脂为基体，以布料为增强体复合材料的制备方法及应用，特别是涉及一种不饱和聚酯或环氧树脂及其复合材料的制备方法。 

二、技术背景：

纺织复合材料是以各种形式的纤维、纱线、织物为增强相，以树脂、橡胶、金属、水泥、陶瓷等材料为基体相的复合材料。纺织材料的结构、性能，纺织材料与基体界面的粘结强度以及基体的性能等因素决定了复合材料的性能。纺织增强体一般是柔性体，而纺织复合材料既可以是柔性体也可以是刚性体。由于纺织复合材料内的纤维，纱线或织物可根据用途而定向，因而可以形成纺织增强复合材料的各项异性。 

多年的研究应用表明：建筑用纺织增强复合材料与传统的建筑材料相比，具有重量轻、施工简便，使用寿命长，强度高、整体性强、抗震、耐腐蚀等特点，经济效益、社会效益十分显著。从经济上看，(1)将纺织增强复合材料用于建筑业，可优化建筑材料的综合性，简化施工，降低成本。(2)采用纺织增强复合材料可以大大减轻建筑结构的重量，如纺织增强混凝土的重量可以是普通混凝土与钢结构重量的1/10-1/30。(3)可提供一个无障碍的空间跨度。(4)将纺织增强复合材料用于建筑结构中，可以提高建筑的抗震性、抗腐蚀性，同时纺织增强复合材料具有较高的抗拉、抗撕裂强度，不易受到机械损伤，一旦损伤也容易修补。(5)折叠式或伸缩式的纺织结构可灵活安装、拆卸。 

本发明采用涤棉布为增强材料，以不饱和聚酯和环氧树脂为基体，制备一种环保型的纺织复合材料。对该纺织复合材料进行力学性能方面的研究。 

三、发明内容：

本发明是制备一种具有良好稳定性复合材料，使用中显示出以下的优良性能：防腐、耐碱、耐水、保色性佳，环保无污染等，并且容易制成施工性良好的复合材料，使用安全。 

本发明的目的是提供一种环保型纺织增强复合材料的制备方法； 

本发明提供的环保型纺织增强复合材料用作复合地板的使用方案； 

本发明所要解决的技术问题是，提供一种环保型纺织增强复合材料及一种环保型复合地板的制备方法，该复合材料及复合地板具有环保性、力学性能优良、并且制备方法简单、成本较低等优点。 

发明原理是采用交联固化剂，利用两种或两种以上不饱和酯双键的可反应性，通过加入 引发剂进行聚合，合成一种具有良好稳定性的树脂，用作纺织增强复合材料的制备。 

本发明为解决上述技术问题采用以下的技术方案： 

1.一种不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇。通过聚酯化反应合成的线型预聚体，不饱和聚酯预聚物中所含的双键与不饱和基单体，如苯乙烯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯，醋酸乙烯酯等发生自由基共聚形成交联高分子。以布料为基体，通过交联固化，加热烘干成型制备成纺织复合材料。 

2.将烘干后的涤棉布在一定浓度的环氧树脂丙酮溶液中浸泡30min，使树脂胶液浸透涤棉纤维，制成预浸料，放进模具中，在80℃下至丙酮挥发干净。加入三乙胺起碱催化剂作用，其质量为环氧树脂的0.5％。苯酐作为固化剂，然后在160℃，1MPa下压制30min，最后加压到1.5-2MPa保温保压50min，冷却脱膜，制备成纺织复合材料。 

3.本发明提供的不饱和酸单体和饱和醇单体缩聚物弹性材料，不仅具有不饱和酸单体的透明性，也具有饱和醇单体的柔韧性，是一种可降解的环保型材料，而且能在许多方面进行性能改进，而用于更广的领域。此材料不仅力学性能优良，具有生物可降解性，环保性，而且制备方法简单、成本较低，具有原始创新性。 

本发明首次将不饱和酸单体和饱和醇单体两种单体用缩合的方法制备环保型的缩聚物，以及制备的环氧树脂经乳液性能及涂膜性能测试，其材料制备的膜材料具有良好的光泽度、耐水性、丰满度。红外光谱见附图说明。 

四、附图说明：

图1是不饱和聚酯的五组红外光谱图，A，B谱图是方案一制得的1#和2#不饱和聚酯的红外光谱线；C谱图是方案二制得的2#不饱和聚酯的红外光谱线；D，E谱图是方案三制得的3#和4#不饱和聚酯的红外光谱线。 

图2是环氧树脂的红外光谱图。 

图3纺织增强复合材料的平视图； 

图4纺织复合材料的俯视图。 

五、具体的实施方式： 

下面通过实验实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。 

实施例1在250ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的四口瓶中，加入40g丙二醇、24.5克马来酸酐和37克邻苯二甲酸酐和0.037g对苯二酚；加料完毕后，通入氮气以排除聚合体系中的空气。在缓慢通氮下逐渐加热升温到80-90℃，此时反应混合物开始熔化，开动搅拌，继续升温至190-200℃，适当加快通氮气的速度，以除去体系中副产物水，继续反应约4h，停止加热。在预聚体合成反应停止，保持通氮气与搅拌，待体系温度冷却至约90℃时，加入溶有0.015g对苯二酚的50g苯乙烯，搅拌均匀后立即冷却至室温。在烧杯中，将不饱和聚酯树脂100份，过氧化苯甲酰-邻苯二甲酸二辛酯糊4份，二甲苯胺0.01份，混合并搅拌均匀，备用。裁剪100mm×100mm的涤棉布十块，备用。在光洁的模具板上，铺上一层涤棉布，用刮刀刷上一层树脂，使之渗透，小心驱逐气泡，，再铺上一层涤棉布，反复此操作，直到所需的厚度，最后再铺上一层涤棉布，驱逐气泡，并压上适当的重物；放置过夜，再于100-150℃烘2小时，得到纺织复合材料； 

实施例2在250ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的四口瓶中，加入40g丙二醇、24.5克马来酸酐和25.5克乙酸酐和0.037g对苯二酚；加料完毕后，通入氮气以排除聚合体系中的空气。在缓慢通氮下逐渐加热升温到80-90℃，此时反应混合物开始熔化，开动搅拌，继续升温至190-200℃，适当加快通氮气的速度，以除去体系中副产物水，继续反应约4h，停止加热。在预聚体合成反应停止，保持通氮气与搅拌，待体系温度冷却至约90℃时，加入溶有0.015g对苯二酚的50g苯乙烯，搅拌均匀后立即冷却至室温。在烧杯中，将不饱和聚酯树脂100份，过氧化苯甲酰-邻苯二甲酸二辛酯糊4份，二甲苯胺0.01份，混合并搅拌均匀，备用。裁剪100mm×100mm的涤棉布十块，备用。在光洁的模具板上，铺上一层涤棉布，用刮刀刷上一层树脂，使之渗透，小心驱逐气泡，，再铺上一层涤棉布，反复此操作，直到所需的厚度，最后再铺上一层涤棉布，驱逐气泡，并压上适当的重物；放置过夜，再于100-150℃烘2小时，得到纺织复合材料； 

实施例3在250ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的四口瓶中，加入40g丙二醇、24.5克马来酸酐和37克邻苯二甲酸酐和0.037g对苯二酚；加料完毕后，通入氮气以排除聚合体系中的空气。在缓慢通氮下逐渐加热升温到80-90℃，此时反应混合物开始熔化，开动搅拌，继续升温至190-200℃，适当加快通氮气的速度，以除去体系中副产物水，继续反应约4h，停止加热。在预聚体合成反应停止，保持通氮气与搅拌，待体系温度冷却至约90℃时，加入溶 有0.015g对苯二酚的48g甲基丙烯酸甲酯，搅拌均匀后立即冷却至室温。在烧杯中，将不饱和聚酯树脂100份，过氧化苯甲酰-邻苯二甲酸二辛酯糊4份，二甲苯胺0.01份，混合并搅拌均匀，备用。裁剪100mm×100mm的涤棉布十块，备用。在光洁的模具板上，铺上一层涤棉布，用刮刀刷上一层树脂，使之渗透，小心驱逐气泡，再铺上一层涤棉布，反复此操作，直到所需的厚度，最后再铺上一层涤棉布，驱逐气泡，并压上适当的重物；放置过夜，再于100-150℃烘2小时，得到纺织复合材料； 

实施例4在250ml装有搅拌器、冷凝管、氮气保护及加料装置的三口瓶中，加入双酚A34.2g和环氧氯丙烷42g依次加入三颈瓶中，用油浴加热，搅拌下升温至70-75℃，使双酚A全部溶解。用12g氢氧化钠加30ml去离子水配成碱液，用滴液漏斗向三颈瓶中滴加碱液，使温度控制在75℃，滴加完碱液，在75℃下回流1.5h(温度不超过80℃)，体系呈乳黄色。在烧杯中，将环氧树脂100份，邻苯二甲酸酐-邻苯二甲酸二辛酯糊4份，三乙胺0.01份，混合并搅拌均匀，备用。裁剪100mm×100mm的涤棉布十块，备用。在光洁的模具板上，铺上一层涤棉布，用刮刀刷上一层树脂，使之渗透，小心驱逐气泡，，再铺上一层涤棉布，反复此操作，直到所需的厚度，最后再铺上一层涤棉布，驱逐气泡，并压上适当的重物；放置过夜，再于100-150℃烘2小时，得到纺织复合材料。 

Claims (5)

1.一种环保节能型纺织增强复合材料的制备方法，不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇。通过聚酯化反应合成的线型预聚体，不饱和聚酯预聚物中所含的双键与不饱和基单体，如苯乙烯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯，醋酸乙烯酯等发生自由基共聚形成交联高分子。

2.按照权利要求书中所述的不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇，其特征是所述的聚合物单体选自以下A或B和C中结构式所述的化合物的一种或两种。

3.不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇，其特征在于，不饱和性二元酸与饱和二元醇，或者由饱和二元酸与不饱和二元醇，单体包括混合单体一和混合单体二，混合单体一采用如下组分用量：

混合单体二采用如下组分用量：

引发剂包括引发剂一和引发剂二，其中引发剂一为过氧化苯甲酰，二为N，N-二甲基苯胺：

4.其复合材料的另外一种基体材料为环氧树脂，其环氧树脂的组分用量为：

5.本发明提供的复合材料的基材是涤棉布，麻布等各种布料。其固化工艺为：

涂布→放置过夜→焙烘(100-150℃，2小时)→模压→剪切→水洗→烘干

综上所述，本试验所用的基体材料均为是一种无甲醛、环保型的树脂，增强材料是废弃的布料，固化后的产品具有良好的耐水，耐腐蚀，美观耐用，不仅可以用作建筑装饰用的阁板，而且还能制作复合地板使用。其合成过程中的工艺和设备简单，它的环保效果达到国家标准。

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