CN105367997A - 碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于包括基层，包覆在基层外表面并浸透基层的阻燃层，按质量组份比，所述阻燃层由阻燃材料制成，所述的阻燃材料包括100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅、10~15份的碳纤维。本发明具有的有益效果：1、通过阻燃材料的成分和配备能够达到很好的力学性能，具有较高的剥离强度、剪切强度，提高了应用范围，且无需添加挥发性溶剂，无毒环保。2、采用添加型阻燃环氧树脂，可根据材料的选择和配比，灵活调整其性能和使用范围。具备现场施工便捷，无需特殊加工工序。3、制备工序中，无需添加挥发性溶剂，无毒环保。

Description

碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料

技术领域

本发明涉及一种碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料。

背景技术

现有阻燃材料多为玻璃钢复合材料，是以玻璃纤维为增强相，聚合物为基体构成的纤维树脂基复合材料。由于其比强度高，可设计性强，被广泛应用于航空航天、交通运输、风力发电、防腐蚀装备领域。随着时代的不断发展，对设备的耐受性也不断提高，作为主体或辅助材料纤维类复合材料，必然要在耐受性和比强度上有更进一步的提高。而现有的材料难以满足要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，通过阻燃材料的成分和配备能够达到很好的力学性能，具有较高的剥离强度、剪切强度，提高了应用范围，且无需添加挥发性溶剂，无毒环保。

本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于包括基层，包覆在基层外表面并浸透基层的阻燃层，按质量组份比，所述阻燃层由阻燃材料制成，所述的阻燃材料包括100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅、10~15份的碳纤维。阻燃性环氧树脂制作方法主要有两种：一是由带阻燃元素的单体先制成阻燃性环氧树脂，然后加入固化剂及其他辅助材料制成的反应性环氧树脂材料；另一种在普通的环氧树脂中加入添加型阻燃剂，然后加入固化剂、稀释剂和其他填料的添加型阻燃环氧树脂。该发明专利采用添加型阻燃环氧树脂，可根据材料的选择和配比，灵活调整其性能和使用范围。具备现场施工便捷，无需特殊加工工序。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：由质量组份比，所述的阻燃性环氧树脂由100份的双酚A型环氧树脂，5-15份的2-甲基咪唑，80-120份硅石粉，1-8份的硬脂酸，10-20份的全氯联苯和5-15份的氧化镍。

制备所述的阻燃性环氧树脂的各材料在75~80℃下混炼而成。

所述的固化剂为聚酰胺

所述阻燃层的外表面还覆有防腐色标层。

本发明具有的有益效果：1、通过阻燃材料的成分和配备能够达到很好的力学性能，具有较高的剥离强度、剪切强度，提高了应用范围，且无需添加挥发性溶剂，无毒环保。2、采用添加型阻燃环氧树脂，可根据材料的选择和配比，灵活调整其性能和使用范围。具备现场施工便捷，无需特殊加工工序。3、制备工序中，无需添加挥发性溶剂，无毒环保。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于包括基层，包覆在基层外表面并浸透基层的阻燃层，按质量组份比，所述阻燃层由阻燃材料制成，所述的阻燃材料包括100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅、10~15份的碳纤维。所述的固化剂为聚酰胺。

具体来说，由质量组份比，所述的阻燃性环氧树脂由100份的双酚A型环氧树脂，5-15份的2-甲基咪唑，80-120份硅石粉，1-8份的硬脂酸，10-20份的全氯联苯和5-15份的氧化镍。其中，以这样的配备为佳：所述的阻燃性环氧树脂由100份的双酚A型环氧树脂，10份的2-甲基咪唑，100份硅石粉，5份的硬脂酸，15份的全氯联苯和10份的氧化镍。制备所述的阻燃性环氧树脂的各材料在75~80℃下混炼而成。

为了具有标识效果，所述阻燃层的外表面还覆有防腐色标层。

实施步骤一：

阻燃型环氧树脂的制备：

A、按质量比取100份的双酚A型环氧树脂，10份的2-甲基咪唑，100份硅石粉，5份的硬脂酸，15份的全氯联苯和10份的氧化镍。

B、然后将双酚A型环氧树脂、2-甲基咪唑、硬脂酸加入反应釜中搅拌均匀后升温至70℃，再加入硅石粉、全氯联苯、氧化镍，升温至75~80℃，搅拌，混炼3小时后。

搅拌，降温冷却，放出装入容器。

实施步骤二

a、按质量比取100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅、10~15份的碳纤维。

应用于碳钢表面加固阻燃：

a、取表面锈蚀严重的Q345碳钢，尺寸为60×8×600。

b、将上述步骤的碳钢用丙酮涂抹或浸泡除锈。

c、用钢丝毛刷（或辅助电动工具）将表面，除去点蚀锈斑。

d、再用丙酮清洗，得到无锈碳钢。

e、贴近碳钢进行阻燃性环氧树脂的配制。

f、按质量比取100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅，均匀搅拌得到胶粘剂。

g、将胶粘剂用毛刷均匀涂抹在碳钢表面，厚度约为1mm。

h、自然风干4小时或80℃烘干30分钟，完成底层覆盖。

i、取碳纤维布或丝蘸取上述胶粘剂，然后对碳钢进行缠绕捆扎，碳纤维布可直接覆盖，碳纤维丝可均匀缠绕，丝间隙为单丝直径的1.5倍。

j、上述步骤完成后，对碳纤维表面进行涂抹，连续进行三遍，再用聚酯薄膜进行包裹，或用特殊工具进行抽真空处理得到三次基体。

k、上述步骤完成后，将三次基体在120℃恒温条件下，加5MPa的压力，维持20分钟进行稳定处理。

l、上述步骤完成后，最重复进行碳纤维的包裹和胶粘剂的涂抹和热稳定。

m、完成上述步骤后，碳钢表面的碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料厚度约为5~8mm。

n、自然稳定3天后，表面涂抹色标得到本发明一种碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料。

本方法得到的一种碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料的拉伸强度为530.45MPa,层间剪切强度为96.68MPa，弯曲强度为590.46MPa；阻燃性达到UL94-V-O级，具有较好的力学性能和层间剪切性能，还具有优异的阻燃性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于包括基层，包覆在基层外表面并浸透基层的阻燃层，按质量组份比，所述阻燃层由阻燃材料制成，所述的阻燃材料包括100份阻燃性环氧树脂，20~30份的固化剂，350~420分的二氧化硅、10~15份的碳纤维。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于由质量组份比，所述的阻燃性环氧树脂由100份的双酚A型环氧树脂，5-15份的2-甲基咪唑，80-120份硅石粉，1-8份的硬脂酸，10-20份的全氯联苯和5-15份的氧化镍。

3.根据权利要求2所述的碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于制备所述的阻燃性环氧树脂的各材料在75~80℃下混炼而成。

4.根据权利要求1或2或3所述的碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于所述的固化剂为聚酰胺。

5.根据权利要求4所述的碳纤维增强相环氧树脂基加固阻燃复合材料，其特征在于所述阻燃层的外表面还覆有防腐色标层。