CN109627698A - 一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于树脂材料技术领域，具体涉及一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法。本发明将石墨烯和玄武岩纤维配合使用，用于提升不饱和树脂材料的耐磨能和强度性能。实施例结果表明，本发明提供的耐磨不饱和树脂复合材料每小时的磨损率不高于0.006％。

Description

一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

不饱和树脂是指由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的含有不饱和双键的高分子化合物，该类化合物具有较好的耐热性能，拉伸强度、压缩强度和弯曲强度较好，是应用较为广泛的一种高分子材料。随着工业技术的不断发展，各个领域对材料的轻量化性能需求逐渐增强，为此，研究者利用玄武岩纤维对不饱和树脂进行性能改进，得到了具有密度小、强度高、可设计性强的复合材料，但该类材料的耐磨性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法，本发明提供的不饱和树脂复合材料具有优异的耐磨性能，可满足不同领域对材料耐磨性能的需求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。

优选的，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；

所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。

优选的，所述玄武岩纤维由硅烷偶联剂对玄武岩纤维原料改性得到。

优选的，所述改性的方法包括：

提供硅烷偶联剂溶液；

将玄武岩纤维原料纤维浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。

优选的，所述不饱和树脂基体的制备原料包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂。

优选的，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)。

优选的，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂包括对苯醌；所述阻燃剂包括氧化镁。

本发明提供了上述技术方案所述耐磨不饱和树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与玄武岩纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐磨不饱和树脂复合材料。

优选的，石墨烯为改性石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将树脂基体的制备原料混合熔融，得到树脂熔料；

将所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。

优选的，石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的树脂熔料；

优选的，将所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。

本发明提供的耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。本发明将上述用量的石墨烯和玄武岩纤维作为复合式增强剂，用于提高不饱和树脂的强度性能、保温性能和耐磨性能。实施例结果表明，本发明提供的耐磨不饱和树脂复合材料每小时磨损率不高于0.006％，相对于同等条件下，不添加石墨烯的复合材料而言，耐磨性最少提升37％。

具体实施方式

本发明提供了一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。

在本发明中，以质量份计，所述耐磨不饱和树脂复合材料中包括不饱和树脂基体115～125份，优选为116～123份，更优选为118～122份。在本发明中，所述不饱和树脂基体的制备原料优选包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂；所述不饱和树脂优选为双酚A型不饱和树脂；所述引发剂优选包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂优选包括对苯醌；所述阻燃剂优选包括氧化镁。在本发明中，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比优选为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)，更优选为100∶(2～2.5)∶(0.4～0.5)∶(2～2.5)，再优选为100∶2.5∶0.5∶2.5。

在本发明中，所述引发剂能够促进不饱和树脂的交联固化反应，形成高分子结构的材料，而阻聚剂则能停止不饱和树脂的聚合作用，防止不饱和树脂过度聚合，二者配合作用为得到耐热较好且强度较高的不饱和树脂复合材料提供条件。

以所述不饱和树脂基体的质量份为基准，本发明提供的耐磨不饱和树脂复合材料包括石墨烯0.25～0.35份，优选为0.26～0.33份，再优选为0.28～0.30份。在本发明中，所述石墨烯优选包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯。

在本发明中，所述改性石墨烯优选由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。在本发明中，所述改性石墨烯的制备方法优选包括：

将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料；

将所述混合料依次进行超声、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。

本发明优选将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料。在本发明中，所述石墨烯原料的直径优选＜2μm，更优选为0.1～1.5μm；所述石墨烯原料的厚度优选为1～5nm，更优选为2～3nm，所述石墨烯原料的比表面积优选为400～500m²/g，更优选为450～500m²/g；所述石墨烯原料的密度优选为2～2.25g/cm³；所述石墨烯原料的导热系数优选＞3000W/m·K，所述石墨烯原料的导电性优选＞10⁷S/m。

在本发明中，所述石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比优选为1∶(0.4～0.5)∶(400～500)，更优选为1∶0.5∶(450～500)。

得到混合料后，本发明优选对所述混合料进行超声，所述超声的功率优选为80～120kW，更优选为90～110kW；所述超声的时间优选为4～5h，更优选为4.5～5h。

超声混合后，本发明优选对超声混合后的物料进行静置保温，以使混合物料充分接触，促进二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷在石墨烯表面的接枝反应。在本发明中，所述静置保温的温度优选为70～75℃，更优选为72～75℃；静置保温的时间优选为20～24h，更优选为22～24h。

静置保温后，本发明优选对静置保温后的物料进行冷却，所述冷却的方式优选为自然降温；所述冷却的终点温度优选为室温。

冷却后，本发明优选对冷却后的物料进行固液分离，得到固体料。在本发明中，所述固液分离的方式优选为离心。本发明对所述离心的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。

得到固体料后，本发明优选对所述固体料进行干燥，得到改性石墨烯。所述干燥的方式优选为真空干燥。本发明对所述真空干燥的具体实施方式没有特殊要求，能去除固体料中的液体杂质，得到粉状的改性石墨烯即可。

本发明利用二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料进行改性，能够提高石墨烯在不饱和树脂中的分散性，对提高不饱和树脂复合材料的耐热能、强度性能和弹性模量有利。

在本发明中，所述石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述还原氧化石墨烯优选由氧化石墨烯经丙二醇甲醚、二乙醇胺和醋酸溶液还原得到。本发明对所述还原氧化石墨烯的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。

以所述不饱和树脂基体的质量份为基准，本发明提供的耐磨不饱和树脂复合材料包括玄武岩纤维30～50份，优选为34～48份，更优选为36～45份。在本发明中，所述玄武岩纤维的线密度优选为400tex。

在本发明中，所述玄武岩纤维优选由玄武岩纤维原料经硅烷偶联剂改性得到；所述改性的方法优选包括：

提供硅烷偶联剂溶液；

将玄武岩纤维原料纤维浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。

本发明优选先提供硅烷偶联剂溶液。在本发明中，所述硅烷偶联剂溶液优选包括硅烷偶联剂、乙醇和水；所述硅烷偶联剂优选为KH550，所述乙醇优选为无水乙醇，所述水优选为去离子水。在本发明中，所述硅烷偶联剂溶液的质量浓度优选为0.7～0.8％，更优选为0.75％；所述乙醇和水的质量比优选为1∶0.8～1.2，更优选为1∶1。

在本发明中，所述硅烷偶联剂溶液的制备方法优选包括将乙醇、水和硅烷偶联剂混合后，再进行水解。所述水解的时间优选为3～6min，更优选为4～5min。

得到硅烷偶联剂溶液后，本发明优选将玄武岩纤维原料浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。与硅烷偶联剂溶液混合前，本发明优选对玄武岩纤维原料进行预处理，以去除玄武岩纤维表面的杂质。

在本发明中，所述预处理优选包括将玄武岩纤维原料浸泡在无水乙醇中，再在丙酮中进行超声，然后干燥。在本发明中，所述浸泡的时间优选为5～6h，更优选为5.5～6h；所述超声的功率优选为80～120kW，更优选为100～105kW；超声的时间优选为20～40min，更优选为25～35min；所述干燥的方式优选为晾干或风干，所述风干优选包括自然风干或吹风机吹干。

浸泡时，所述玄武岩纤维原料与硅烷偶联剂溶液的质量比优选为2.5～3.5∶10，更优选为3～3.2∶10；浸泡的时间优选为20～35min，更优选为25～32min，再优选为28～30min。浸泡结束后，本发明优选通过过滤的方式得到浸泡后的玄武岩纤维。得到浸泡后的玄武岩纤维后，本发明优选对浸泡后的玄武岩纤维进行干燥。在本发明中，所述干燥的方式优选包括依次进行的自然晾干和烘干，所述自然晾干的目的是去除玄武岩纤维表面的液体；所述烘干的目的是去除玄武岩纤维内部的液体。所述烘干的温度优选为100～110℃，更优选为105～108℃；所述烘干的时间优选为60～70min，更优选为62～65min。在本发明中，所述烘干优选在鼓风干燥箱中进行。烘干后，本发明优选将烘干后的玄武岩纤维用保鲜膜包覆，以避免外界杂质重新附着在玄武岩纤维的表面或内部。

本发明还提供了上述技术方案所述耐磨不饱和树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与玄武岩纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐磨不饱和树脂复合材料。

本发明提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料。在本发明中，所述石墨烯为改性石墨烯时，所述混合熔料的制备方法优选包括：

将不饱和树脂基体的制备原料混合熔融，得到树脂熔料；

将所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。

本发明对所述混合熔融的温度和时间没有特殊要求，能得到树脂熔料即可。在本发明中，所述改性石墨烯分散液优选包括改性石墨烯和丙酮，所述改性石墨烯和丙酮的用量比优选为0.8～1.2g∶1L，更优选为1.0～1.2∶1L。在本发明中，所述改性石墨烯分散液的制备方法优选包括将改性石墨烯与丙酮混合，再进行超声。本发明对所述超声的具体实施参数无特殊要求，能够使石墨烯均匀分散在丙酮中即可。

在本发明中，所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合的方式优选为将树脂熔料加入到改性石墨烯分散液中。本发明对所述树脂熔料的加入方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。

混合后，本发明优选对混合后的物料进行搅拌，以得到改性石墨烯均匀分散的混合熔料。在本发明中，所述搅拌优选包括依次进行的慢搅拌和快搅拌，所述慢搅拌的速率优选为200～300r/min，更优选为210～260r/min；慢搅拌的时间优选为10～15min，更优选为12～14min；所述快搅拌的速率优选为600～700r/min，更优选为620～680r/min，快搅拌的时间优选为20～30min，更优选为24～28min。

在本发明中，为提高混合熔料的浇筑性能，所述搅拌优选在保温的条件下进行。在本发明中，所述保温的温度优选为60～65℃，更优选为62～64℃。

在本发明中，所述石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述混合熔料的制备方法优选包括：

将不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的树脂熔料；

将所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。

本发明将不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的树脂熔料。在本发明中，所述不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚和二乙醇胺的质量比优选为50∶(20～28)∶(10～12)，更优选为50∶25∶10.5。在本发明中，所述醋酸溶液的质量浓度优选为20～25％，更优选为20％；所述水优选为蒸馏水。本发明对所述醋酸溶液和水的用量没有要求，能使不饱和树脂熔料达到可流动状态即可。

在本发明中，所述不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水的混合方式优选包括：先将不饱和树脂基体的制备原料加热熔融，然后将丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水依次添加至熔融料中。在本发明中，所述熔融的温度优选为80～85℃，更优选为80℃；所述二乙醇胺的添加方式优选为滴加，所述滴加的速度优选为200～500g/min，更优选为300～400g/min。滴加二乙醇胺后，本发明优选对添加二乙醇胺的熔融料进行搅拌，所述搅拌的时间优选为1.5～2h，更优选为2h。

添加醋酸溶液前，本发明优选将熔融料的温度降温至58～62℃，更优选为60℃。在本发明中，所述醋酸溶液的添加方式优选为滴加，所述滴加的速度优选为200～500g/min，更优选为300～400g/min。滴加醋酸溶液后，本发明优选对添加醋酸的熔融料进行搅拌，所述搅拌的时间优选为25～35min，更优选为28～32min。

本发明对所述水的添加方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。添加水后，本发明优选对添加水后的熔融料进行搅拌，以促进各组分的均匀混合。本发明对所述搅拌的速度和时间没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。

得到含还原剂的树脂熔料后，本发明将所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。本发明对所述氧化石墨烯的来源没有特殊要求，可以为本领域技术人员熟知的市售产品，也可以自制得到。在本发明实施例中，所述氧化石墨烯优选自制得到，所述氧化石墨烯的制备方法优选为改进Hummers法。

本发明对所述氧化石墨烯的添加方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。在本发明中，所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯的混合优选在超声条件下进行，所述超声的频率优选为80～120kW，更优选为100～105kW；所述超声的时间优选为1～1.5h，更优选为1～1.2h。在本发明中，所述超声优选在保温条件下进行，所述保温的温度优选为60～65℃，更优选为60～62℃。

超声后，本发明优选对超声后的物料进行保温，以使氧化石墨烯与丙二醇甲醚、二乙醇胺和醋酸反应，生成还原氧化石墨烯，即石墨烯。在本发明中，保温过程中，不饱和树脂熔料中的还原剂与氧化石墨烯反应，而不饱和树脂熔料中的其他组分并不参与氧化还原反应，因而最终得到包括不饱和树脂基体和石墨烯的混合料。在本发明中，所述保温的温度优选为60～65℃，更优选为60～62℃；所述保温的时间优选为3～4h，更优选为3～3.5h。

保温后，本发明优选对保温后的物料进行再次超声，以提高物料组分的均匀性。所述再次超声的频率优选为80～120kW，更优选为100～110kW；所述再次超声的时间优选为1～1.5h，更优选为1h。

再次超声后，本发明优选对再次超声后的物料进行过滤，以得到混合熔料。本发明对所述过滤的具体实施方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。

得到混合熔料后，本发明将所述混合熔料与玄武岩纤维混合，得到浇筑料。在本发明中，所述混合优选将玄武岩纤维添加至混合熔料中，然后搅拌。本发明对所述搅拌的具体实施方式没有特殊要求，能使玄武岩纤维与混合熔料充分接触，得到组分均匀的浇筑料即可。

得到浇筑料后，本发明将所述浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐磨不饱和树脂复合材料。在本发明中，所述浇筑的温度优选为60～65℃，更优选为60～63℃。浇筑时，本发明优选对浇筑至模具内的浇筑料进行振动，以排出浇筑料中的气体，提高不饱和树脂复合材料力学性能的均匀性。本发明对所述浇筑和振动的方式没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的即可。本发明对所述浇筑用模具没有特殊要求，根据实际需要，选择合适尺寸的模具即可。在本发明实施例中，所述测试样品的尺寸优选为外径10cm，壁厚1cm，长度50cm的管状材料。

浇筑后，本发明优选对浇筑后的物料进行固化，所述固化优选包括依次进行的凝胶、凝固和熟化三个阶段，所述凝胶的时间优选为100～150min，更优选为110～140min。凝胶后，凝胶物料进入凝固阶段，所述凝固阶段的时间优选为24～48h，更优选为30～36h。凝固后，本发明优选将凝固后的物料进行脱模，然后进行熟化。在本发明中，所述熟化的时间优选为7～10天，更优选为8～9天。

在本发明中，所述凝胶、凝固和熟化优选在常温条件下进行。在本发明中，所述常温的温度优选为15～30℃，更优选为20～25℃。

在本发明中，以上具体实施方式中，除特殊说明外，所述试剂均为本领域技术人员熟知的市售产品。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种耐磨不饱和树脂复合材料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将1份石墨烯原料、400份3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，使用超声分散机分散5h，在75℃保温24h，冷却后离心、洗涤、真空干燥，得到改性石墨烯。

将1g的改性石墨烯分批加入到1L的丙酮溶液中，将其置于超声仪中对混合液进行超声处理，得到石墨烯分散液。

将20000g不饱和树脂加热成熔融状态后，依次添加占不饱和树脂质量2％的过氧化苯甲酸叔丁酯、占不饱和树脂质量0.5％的对苯醌和占不饱和树脂质量2.5％的MgO，形成树脂熔料。

将所得100g(100份)树脂熔料添加至含0.25g石墨烯的分散液中，使用搅拌机，在300r/min的条件下，慢速搅拌10min，再在700r/min的条件下，快速搅拌20min，得到混合熔料，置于60℃下保温备用。

将玄武岩纤维在无水乙醇中浸泡5h，放入丙酮介质的超声清洗剂中清洗30min，然后晾干备用；以1∶1比例把无水乙醇和去离子水混合，然后配置质量浓度为0.75％的硅烷偶联剂KH550溶液，水解5min备用；将15g玄武岩纤维与硅烷偶联剂溶液以3∶10的质量比混合，浸泡30min，取出玄武岩纤维，晾干后在110℃的干燥箱中干燥1h，用保鲜膜包好备用。

将30份处理得到的玄武岩纤维置于上述制备得到的混合熔料中，充分浸润，得到浇筑料。

将浇筑料倒入模具中，浇筑过程中采用振动法排出气泡；浇筑后依次经过120min凝胶、30h凝固和10天熟化三个阶段后，一体脱模，得到耐磨不饱和树脂复合材料。

实施例2

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯；将3g石墨粉和1g硝酸钠加入装有69mL浓硫酸的三口烧瓶中，冰水浴中搅拌下缓慢加入12g高锰酸钾，在10℃以下反应1h；升温至35℃左右，继续搅拌2h；缓慢加入120mL去离子水；将反应体系温度升高到95℃左右，维持30min，加入大量蒸馏水稀释，倒入30％H₂O₂至没有气泡产生，趁热过滤，并用稀盐酸HCl与水体积比为1∶10洗涤滤饼，直至滤液中无SO₄ ^2-BaCl₂检测，干燥得到氧化石墨；将氧化石墨溶于水中，1000频率下超声10min，使之完全分散，得到氧化石墨烯；将氧化石墨烯以1∶400的质量比与丙酮混合，得到氧化石墨烯分散液，待用；

将20000g不饱和树脂加热成熔融状态后，依次添加占不饱和树脂质量15％的UV树脂，占不饱和树脂质量2％的过氧化苯甲酸叔丁酯、占不饱和树脂质量0.5％的对苯醌和占不饱和树脂质量2.5％的MgO，形成树脂熔料。将100g树脂熔料和25g丙二醇甲醚加入到三口烧瓶中，升温至80℃，搅拌下，以200g/min的速度缓慢滴加10.5g二乙醇胺，反应2h；然后降温至60℃，以200g/min的速度滴加20％的醋酸溶液，反应30min，然后以2000g/min的速度缓慢加入10000g蒸馏水，快速搅拌得到含还原剂的树脂熔料；

将含0.25g氧化石墨烯的分散液添加至含还原剂的树脂熔料中，超声搅拌1h，在60℃下保温3h，然后继续超声30min，过滤，得混合熔料，置于60℃下保温备用。

将玄武岩纤维在无水乙醇中浸泡5h，放入丙酮介质的超声清洗剂中清洗30min，然后晾干备用；以1∶1比例把无水乙醇和去离子水混合，然后配置质量浓度为0.75％的硅烷偶联剂KH550溶液，水解5min备用；将玄武岩纤维与硅烷偶联剂溶液以3∶10的质量比混合，浸泡30min，取出玄武岩纤维，晾干后在110℃的干燥箱中干燥1h，用保鲜膜包好备用。

将处理得到的玄武岩纤维置于上述制备得到的混合熔料中，充分浸润，得到浇筑料。

将浇筑料倒入模具中，浇筑过程中采用振动法排出气泡；浇筑后依次经过120min凝胶、30h凝固和10天熟化三个阶段后，一体脱模，得到耐磨不饱和树脂复合材料。

实施例3

按照实施例1的方法制备耐热酚醛树脂复合材料，不同之处在于石墨烯和芳纶纤维均未进行改性。

实施例4

按照实施例3的方法制备耐热不饱和树脂复合材料，不同之处在于，石墨烯添加量为0.32g(0.32份)，玄武岩纤维的添加量为45份。

实施例5

按照实施例3的方法制备耐热不饱和树脂复合材料，不同之处在于，石墨烯添加量为0.28g(0.28份)，玄武岩纤维的添加量为37份。

性能表征与结果

按照《GB/T 1040.5-2008》(单向纤维增强复合材料的试验条件)标准，测试实施例1～5所得测试样品的性能，测试结果如表1所示。

表1 实施例1～5所得耐磨不饱和树脂复合材料性能测试结果

由表1的测试结果可知，本发明所得不饱和树脂复合材料具有优异的耐磨性能，可延长材料的使用寿命；而且所得复合材料的密度较低，满足现代工业发展对材料质轻化的需求；导热系数较低，具有优异的保温性能；耐高温性能较好，可在较高温度下正常使用，扩大了不饱和树脂复合材料的应用领域；弹性模量高，弯曲性能更好，可制备成管状型材使用。

由以上实施例可知，本发明利用石墨烯和玄武岩纤维能够改善不饱和树脂的耐磨性能，使复合材料的使用寿命和安全性能进一步提高；所得复合材料可耐190℃高温，而且在50℃条件下仍具有较高的强度性能，说明本发明提供的不饱和树脂复合材料可适于用于温度较高的环境。

本发明采用先掺法添加石墨烯，避免石墨烯在搅拌装置中粘附造成的用量缺失，保证了石墨烯添加量的精准度。在本发明中，所述用量的石墨烯和玄武岩纤维配合作用，改善了不饱和树脂材料的耐磨性能、强度性能、弹性模量和导热性能，所得复合材料的导热系数低，保温性能更好；此外，不饱和树脂复合材料具有弹性模量大的优势，进一步提高了材料的成型性能，更适合制备成罐状或管状材料。

本发明制作方法简单易行，制作得到的不饱和树脂复合材料在保持其密度小、加工性能好的前提下，强度和弹性模量更大，绝热性更好。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种耐磨不饱和树脂复合材料，以质量份计，包括：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和玄武岩纤维30～50份。

2.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；

所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。

3.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维由硅烷偶联剂对玄武岩纤维原料改性得到。

4.如权利要求3所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述改性的方法包括：

提供硅烷偶联剂溶液；

将玄武岩纤维原料纤维浸泡在所述硅烷偶联剂溶液中，干燥后得到玄武岩纤维。

5.如权利要求1所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述不饱和树脂基体的制备原料包括不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂。

6.如权利要求5所述的奈何不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述不饱和树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)。

7.如权利要求5或6所述的耐磨不饱和树脂复合材料，其特征在于，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂包括对苯醌；所述阻燃剂包括氧化镁。

8.权利要求1～7任一项所述耐磨不饱和树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与玄武岩纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐磨不饱和树脂复合材料。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，石墨烯为改性石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将不饱和树脂基体的制备原料混合熔融，得到树脂熔料；

将所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将不饱和树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的树脂熔料；

将所述含还原剂的树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。