CN114702831A - 一种改性树脂复合材料及其制备方法和电缆支架 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种改性树脂复合材料及其制备方法和电缆支架。本发明提供的改性树脂复合材料以重量份数计，其原料包括以下组分：聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂22～28份；低收缩剂9～12份；重质碳酸钙4～7份；固化剂3～5份；硬脂酸锌0.75～1.2份；氧化镁糊0.2～0.3份；玻璃纤维短切纱20～25份。本发明通过对树脂复合材料的原料配方进行优化设计，特别是利用聚醚酰亚胺对双酚A环氧树脂进行增韧改性，大幅提高了改性树脂复合材料在低温环境下的力学性能，将其作为电缆支架材料使用时，可有效解决传统电缆支架在低温环境下潜在的安全隐患，大大提高电缆支架的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种改性树脂复合材料及其制备方法和电缆支架。
背景技术
随着经济的迅速发展，对城市美化和供电安全的要求也日益提高，因此，电缆隧道和地下管廊也成了城市供电的发展方向。电缆支架作为架设电缆的建筑材料，重要性不言而喻。复合材料电缆支架是一种以树脂为基体材料，加入纤维制品作增强材料，辅以各种功能性填料与助剂，制成树脂预混或预浸纤维模压料后，由模压工艺制成的产品。复合材料电缆支架能够在满足强度高于不锈钢的前提下，比不锈钢支架更耐腐蚀，同时具有轻质、高强、抗疲劳性好以及寿命高的特点，后期维护方便，已得到广泛应用。
我国幅员辽阔，纬度最高达北纬53°30′，秦岭淮河以北地区冬天气温均在0℃以下，而内蒙古和东北地区最冷月均温在-12℃以下，纬度最高的黑龙江冬季最冷月均温在-20℃以下。而传统的复合材料电缆支架存在着在低温环境下抗冲击阻抗性能会大幅降低的问题，在遭受较大冲击外力时易发生内部损伤，严重影响材料的使用安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性树脂复合材料及其制备方法和电缆支架，本发明提供的改性树脂复合材料在低温下依然具有良好的力学性能；将其作为电缆支架材料使用时，可有效解决传统电缆支架在低温环境下潜在的安全隐患。
本发明提供了一种改性树脂复合材料，以重量份数计，其原料包括以下组分：
优选的，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂由双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺混合反应制成；
所述双酚A环氧树脂在25℃粘度为12000～15000mPa.s；
所述双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺的质量比为(21～25)：(1～3)。
优选的，所述低收缩剂的聚苯乙烯含量为35～40wt％，25℃粘度为3～4Pa.s。
优选的，所述重质碳酸钙的目数为400～800目。
优选的，所述氧化镁糊的固含量为25～35wt％，活性值为80～150mgI/g。
本发明提供了一种上述技术方案所述的改性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌、氧化镁糊和玻璃纤维短切纱混合，熟化，模压成型，得到改性树脂复合材料。
优选的，所述混合的具体过程包括：
a)将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊混合，得到树脂糊；
b)将所述树脂糊与玻璃纤维短切纱混合，使树脂糊浸透纤维。
优选的，步骤a)的具体过程包括：
先将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂和低收缩剂混合，随后依次混入重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊，得到树脂糊。
优选的，所述模压成型的温度为120～180℃；所述模压成型的压力为15～30MPa。
本发明提供了一种电缆支架，所述电缆支架材料为权利要求1～5任一项所述的改性树脂复合材料。
与现有技术相比，本发明提供了一种改性树脂复合材料及其制备方法和电缆支架。本发明提供的改性树脂复合材料以重量份数计，其原料包括以下组分：聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂22～28份；低收缩剂9～12份；重质碳酸钙4～7份；固化剂3～5份；硬脂酸锌0.75～1.2份；氧化镁糊0.2～0.3份；玻璃纤维短切纱20～25份。本发明通过对树脂复合材料的原料配方进行优化设计，特别是利用聚醚酰亚胺对双酚A环氧树脂进行增韧改性，大幅提高了改性树脂复合材料在低温环境下的力学性能，将其作为电缆支架材料使用时，可有效解决传统电缆支架在低温环境下潜在的安全隐患，大大提高电缆支架的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种改性树脂复合材料，以重量份数计，其原料包括以下组分：
在本发明中，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂由双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺混合反应制成；其中，所述双酚A环氧树脂在25℃粘度优选为12000～15000mPa.s，具体可为12000mPa.s、12500mPa.s、13000mPa.s、13500mPa.s、14000mPa.s、14500mPa.s或15000mPa.s；所述双酚A环氧树脂的环氧当量优选为184～190g/eg，具体可为184g/eg、185g/eg、186g/eg、187g/eg、188g/eg、189g/eg或190g/eg；所述双酚A环氧树脂的牌号优选为NPEL-128，上述牌号的双酚A环氧树脂由南亚新材提供；所述聚醚酰亚胺的吸水性优选≤25％；所述聚醚酰亚胺的牌号优选为Ultem 1000，上述牌号的聚醚酰亚胺由沙伯基础提供；所述双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺的质量比优选为(21～25)：(1～3)，具体可为23:1、23:2、23:2.5、或23:3。
在本发明中，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂优选按照以下步骤制备得到：将聚醚酰亚胺在溶剂中溶解，随后与双酚A环氧树脂混合，加热反应，得到聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂。其中，所述溶剂包括但不限于二氯甲烷；所述混合的温度优选为室温(25℃)；所述反应的温度优选为90～110℃，更优选为100℃；所述反应的时间没有特别限定，直至反应完全，不再产生气体即可。
在本发明中，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为22重量份、22.5重量份、23重量份、23.5重量份、24重量份、24.5重量份、25重量份、25.5重量份、26重量份、26.5重量份、27重量份、27.5重量份或28重量份。
在本发明中，以制备所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂所用的双酚A环氧树脂计，其在改性树脂复合材料原料中的含量为21～25重量份，具体可为21重量份、21.5重量份、22重量份、22.5重量份、23重量份、23.5重量份、24重量份、24.5重量份或25重量份。
在本发明中，以制备所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂所用的聚醚酰亚胺计，其在改性树脂复合材料原料中的含量为1～3重量份，具体可为1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份。
在本发明中，所述低收缩剂的聚苯乙烯(PS)含量优选为35～40wt％，具体可为35wt％、36wt％、37wt％、38wt％、39wt％或40wt％；所述低收缩剂的25℃粘度优选为3～4Pa.s，具体可为3Pa.s、3.1Pa.s、3.2Pa.s、3.3Pa.s、3.4Pa.s、3.5Pa.s、3.6Pa.s、3.7Pa.s、3.8Pa.s、3.9Pa.s或4Pa.s；所述低收缩剂的牌号优选为PS-954C，上述牌号的低收缩剂由常州华日新材提供。
在本发明中，所述低收缩剂在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为9重量份、9.5重量份、10重量份、10.5重量份、11重量份、11.5重量份或12重量份。
在本发明中，所述重质碳酸钙的目数优选为400～800目，具体可为400目、450目、500目、550目、600目、650目、700目、750目或800目；所述重质碳酸钙的牌号优选为TL61，上述牌号的重质碳酸钙由广州贝特提供。
在本发明中，所述重质碳酸钙在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份或7重量份。
在本发明中，所述固化剂的胺值优选为8.1～8.7mgKOH/g，具体可为8.1mgKOH/g、8.2mgKOH/g、8.3mgKOH/g、8.4mgKOH/g、8.5mgKOH/g、8.6mgKOH/g或8.7mgKOH/g；所述固化剂的牌号优选为D-230，上述牌号的固化剂由亨斯曼提供。
在本发明中，所述固化剂在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份。
在本发明中，所述硬脂酸锌的熔点约为133℃；所述硬脂酸锌的牌号优选为TL45，上述牌号的硬脂酸锌由广州贝特提供。
在本发明中，所述硬脂酸锌在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为0.75重量份、0.8重量份、0.85重量份、0.9重量份、0.95重量份、1重量份、1.05重量份、1.1重量份、1.15重量份或1.2重量份。
在本发明中，所述氧化镁糊的固含量优选为25～35wt％，具体可为25wt％、26wt％、27wt％、28wt％、29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％或35wt％；所述氧化镁糊的活性值(吸碘值)优选为80～150mgI/g，具体可为80mgI/g、85mgI/g、90mgI/g、95mgI/g、100mgI/g、105mgI/g、110mgI/g、115mgI/g、120mgI/g、125mgI/g、130mgI/g、135mgI/g、140mgI/g、145mgI/g或150mgI/g；所述氧化镁糊的牌号优选为MA-25C，上述牌号的氧化镁糊由常州华日提供。
在本发明中，所述氧化镁糊在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为0.2重量份、0.21重量份、0.22重量份、0.23重量份、0.24重量份、0.25重量份、0.26重量份、0.27重量份、0.28重量份、0.29重量份或0.3重量份。
在本发明中，所述玻璃纤维短切纱的纤维长度优选为10～50mm，具体可为10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm；所述玻璃纤维短切纱优选为无捻粗纱的短切纱，所述无捻粗纱的线密度优选为2000～3000tex，具体可为2000tex、2100tex、2200tex、2300tex、2400tex、2500tex、2600tex、2700tex、2800tex、2900tex或3000tex；所述无捻粗纱的牌号优选为ER15-2400-440c，上述牌号的无捻粗纱由中国巨石提供。
在本发明中，所述玻璃纤维短切纱在改性树脂复合材料原料中的含量具体可为20重量份、20.5重量份、21重量份、21.5重量份、22重量份、22.5重量份、23重量份、23.5重量份、24重量份、24.5重量份或25重量份。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的改性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌、氧化镁糊和玻璃纤维短切纱混合，熟化，模压成型，得到改性树脂复合材料。
在本发明提供的制备方法中，所述混合的具体过程优选包括：
a)将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊混合，得到树脂糊；
b)将所述树脂糊与玻璃纤维短切纱混合，使树脂糊浸透纤维。
在本发明提供的上述具体混合过程中，步骤a)的具体过程优选包括：
先将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂和低收缩剂混合，随后依次混入重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊，得到树脂糊。
在本发明提供的上述具体混合过程中，步骤a)的具体过程更优选包括：
向反应釜内加入聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂与低收缩剂，搅拌一段时间；暂停搅拌器，缓慢加入重质碳酸钙，继续搅拌一段时间，随后测量料液温度，若温度达到预设温度，则冷却后进行后续操作，若温度低于预设温度，则继续搅拌；加入硬脂酸锌，搅拌一段时间；最后，缓慢将氧化镁糊加入到正在搅拌的料液，加料完毕后再搅拌一段时间，得到树脂糊。其中，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂与低收缩剂进行搅拌的时间优选为0.5～3min，具体可为1min；加入所述重质碳酸钙后至测量料液温度之前的搅拌时间优选为5～15min，具体可为10min；所述预设温度为32～35℃；加入所述硬脂酸锌后的搅拌时间优选为5～10min；加入所述氧化镁糊后的搅拌时间优选为0.5～3min，具体可为1min。
在本发明提供的上述具体混合过程中，步骤b)优选在片材机中进行，具体过程优选包括：
向片材机的下方覆料斗内倒入搅拌好的树脂糊，并确保树脂糊流到两端挡板内侧后；主机启动，待附着有树脂糊的薄膜被牵引至切纱部中心时，进行切纱，切得的玻璃纤维短切纱混入树脂糊中；待树脂糊与短切纱被牵引至临近上方覆料斗时，向上方覆料斗中倒入搅拌好的树脂糊，使承载了短切纤维的下薄膜在复合辊处与以同样的方式涂覆树脂糊的上薄膜复合，形成玻纤形成夹层结构；随后，夹层结构在浸渍区受到一系列压辊的滚压作用，使树脂糊浸透纤维；最后，滚压后的覆膜片材被牵引至卷取处，进行收卷。
在本发明提供的制备方法中，所述熟化的方式可以选择自然熟化，也可以选择加速熟化；其中，所述自然塑化的时间优选为3～7d；所述加速熟化的温度优选为35～45℃，具体可为40℃；所述加速熟化的时间优选为2～6h，具体可为4h；所述熟化的过程中，优选使用非渗透性薄膜对材料进行密封包装，防止苯乙烯的挥发。
在本发明提供的制备方法中，所述模压成型的温度优选为120～180℃，具体可为120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃；所述模压成型的压力优选为15～30MPa，具体可为15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、23MPa、25MPa、27MPa或30MPa；所述模压成型的时间根据制品的厚度进行确定，一般来说，对于3mm以下厚度的制品，模压成型的时间按照(30～50)s/mm计算，具体可按照40s/mm计算；对于3mm以上厚度的制品，厚度每增加4mm，模压成型的时间增加0.5～2min，具体可增加1min；所述模压成型的加料面积优选为模腔面积的40～80％，加料位置优选在模腔的中部，若需要用到多个料块时，可将料块在模腔中按上小下大呈宝塔形叠置，无需分开加料。在本发明中，为增加材料在模压成型时的流动性，优选在模压成型前对熟化后的材料进行预热，所述预热的温度优选为100～120℃。
本发明提供的技术方案通过对树脂复合材料的原料配方进行优化设计，特别是利用聚醚酰亚胺对双酚A环氧树脂进行增韧改性，获得了低温环境下具有良好力学性能的改性树脂复合材料。将材料作为电缆支架材料使用时，可有效解决传统电缆支架在低温环境下潜在的安全隐患，大大提高电缆支架的使用寿命。
本发明还提供了一种电缆支架，所述电缆支架材料为上述技术方案所述的改性树脂复合材料。本发明提供的电缆支架由本发明提供的改性树脂复合材料制成，其在低温下依然具有良好的力学性能，可有效解决传统电缆支架在低温环境下潜在的安全隐患，寿命长。
为更清楚起见，下面通过以下实施例和对比例进行详细说明。
在本发明的下述实施例和对比例中，所涉及的原材料信息如表1所示：
表1原材料信息表
实施例1
本实施例提供了一种复合材料电缆支架，其原料组成包括：双酚A环氧树脂23重量份，低收缩剂11重量份，固化剂3重量份，聚醚酰亚胺1重量份，重质碳酸钙7重量份，硬脂酸锌0.75重量份，氧化镁糊0.2重量份，玻璃纤维无捻粗纱25重量份；具体的制备过程如下：
(1)制备改性树脂：
准确称量聚醚酰亚胺，以二氯甲烷作为溶剂将其溶解；将聚醚酰亚胺溶液在室温下搅拌到双酚A环氧树脂中，待其搅拌充分均匀后，在设定温度为100℃左右的烘箱中进行反应，直到完全反应，不再产生气体；冷却至室温后，得到聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂(以下简称改性树脂)。
(2)制备树脂糊：
准确称量改性树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌及氧化镁糊；将反应釜安全固定于搅拌器搅拌桨的下方，启动搅拌器，调整搅拌桨的位置，确保搅拌桨于反应釜内壁中心，启动搅拌桨，起始转速为100r/min，再缓慢调大搅拌桨转速，直至1000r/min；向反应釜内加入改性树脂与低收缩剂，搅拌1min后，暂停搅拌器，缓慢加入重质碳酸钙，继续搅拌10min，测量料液温度，温度控制在32～35℃(温度过高冷却后使用，温度过低继续搅拌)；随后向向反应釜内加入硬脂酸锌，搅拌5～10min；之后再加氧化镁糊，氧化镁糊采用剩余法称量，即用量杯量取略多于1.0kg的氧化镁糊，按电子天平的去皮按钮(天平示数为0)，缓慢将氧化镁糊加入到正在搅拌的料液，当加入量接近1.0kg后(天平示数接近负1.0kg)，逐滴滴加；氧化镁糊添加完毕后，搅拌混合1min，得到树脂糊，备用。
(3)片材成型：
得到树脂糊后，在片材机中进行树脂糊与玻璃纤维的混合和成型，具体过程包括：确认片材机的薄膜电磁张力调节开关I、II，并将I处电流调至0.12～0.14A之间，II处调节至0.10～0.12A之间；用塞尺检查片材机的上下两处覆料斗与其下方薄膜、覆料斗两端挡板与其下方薄膜的间距，确保间距分别为1.5mm、1mm；确保片材机的卷取处的纸卷正确安装，且薄膜电磁张力调节至0.10A处；向下方覆料斗内倒入搅拌好的树脂糊，并确保树脂糊流到两端挡板内侧后，主机启动，待附着有树脂糊的薄膜被牵引至切纱部中心(移动距离约0.5～0.8m)时，进行切纱，切得的玻璃纤维短切纱(长度25mm)混入树脂糊中；待树脂糊与短切纱被牵引至离上方覆料斗0.5m左右时，向上方覆料斗中倒入搅拌好的树脂糊，使承载了短切纤维的下薄膜，在复合辊处与以同样的方式涂覆树脂糊的上薄膜复合，形成玻纤夹层结构；随后，夹层结构在浸渍区受到一系列压辊的滚压作用，使树脂糊浸透纤维；最后，滚压后的覆膜片材被牵引至卷取处，打开纸卷旁的卷取按钮，手动将片材的一段卷取至纸卷上且确定片材能成功卷取到纸卷上。
(4)片材熟化：
将片材按要求整齐地摆放在熟化室，同时注意熟化室的密封性，无故不得随意开关熟化室；片材熟化的过程中，使用非渗透性薄膜密封包装，防止苯乙烯的挥发；检查片材边缘树脂糊浸透情况，剔除边缘树脂糊较多的片材，一般剔除至片材边缘的3cm处；熟化的方式既可以选择加速熟化，也可以自然熟化，其中，加速熟化的温度为40℃，加速熟化的时长约为4个小时，自然熟化的时长为3～7天。
(5)模压：
挑选熟化程度完全的片材使用，即选择不粘手且片材两面的薄膜容易揭开的片材；检查片材有无结块、干硬等现象，如果有则不可模压；按制品的结构形状，将片材剪裁成需要的形状与尺寸，为防止外界杂质的污染，上下薄膜在装料前才揭去；模压前，先将模具闭模加温，模具上下模温度均调整到150℃左右，上下模温差不得大于10℃；模压的压力调试至20MPa左右；模压的固化时间按40s/mm计算，对3mm以上厚制品，厚度每增加4mm，模压的固化时间增加1min；模压时的加料面积为模腔面积的40～80％，加料位置在模腔的中部，若需要使用多层片材叠合时，将料块按上小下大呈宝塔形叠置；在加料前，为增加片材的流动性，将片材在100℃或120℃下预热。
实施例2
本实施例提供了一种复合材料电缆支架，其原料组成包括：双酚A环氧树脂23重量份，低收缩剂11重量份，固化剂3重量份，聚醚酰亚胺2重量份，重质碳酸钙7重量份，硬脂酸锌0.75重量份，氧化镁糊0.2重量份，玻璃纤维无捻粗纱25重量份；具体的制备过程与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了一种复合材料电缆支架，其原料组成包括：双酚A环氧树脂23重量份，低收缩剂11重量份，固化剂3重量份，聚醚酰亚胺2.5重量份，重质碳酸钙7重量份，硬脂酸锌0.75重量份，氧化镁糊0.2重量份，玻璃纤维无捻粗纱25重量份；具体的制备过程与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供了一种复合材料电缆支架，其原料组成包括：双酚A环氧树脂23重量份，低收缩剂11重量份，固化剂3重量份，聚醚酰亚胺3重量份，重质碳酸钙7重量份，硬脂酸锌0.75重量份，氧化镁糊0.2重量份，玻璃纤维无捻粗纱25重量份；具体的制备过程与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种复合材料电缆支架，其原料组成包括：双酚A环氧树脂23重量份，低收缩剂11重量份，固化剂3重量份，重质碳酸钙7重量份，硬脂酸锌0.75重量份，氧化镁糊0.2重量份，玻璃纤维无捻粗纱25重量份；具体的制备过程与实施例1大体相同，其区别仅在于由于未使用聚醚酰亚胺，因此省略双酚A环氧树脂的改性步骤。
力学性能测试
对实施例1～4和对比例1制备的复合材料电缆支架进行室温和低温条件下的力学性能测试，结果如表2所示：
表2复合材料电缆支架力学性能测试结果
通过表2测试结果可以看出，-20℃时对比例提供的复合材料电缆支架样品冲击韧性已低于标准要求的60kJ/m-2，而实施例提供的复合材料电缆支架样品在-20℃环境下依然能够保持良好的力学性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改性树脂复合材料，以重量份数计，其原料包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的改性树脂复合材料，其特征在于，所述聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂由双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺混合反应制成；
所述双酚A环氧树脂在25℃粘度为12000～15000mPa.s；
所述双酚A环氧树脂与聚醚酰亚胺的质量比为(21～25)：(1～3)。
3.根据权利要求1所述的改性树脂复合材料，其特征在于，所述低收缩剂的聚苯乙烯含量为35～40wt％，25℃粘度为3～4Pa.s。
4.根据权利要求1所述的改性树脂复合材料，其特征在于，所述重质碳酸钙的目数为400～800目。
5.根据权利要求1所述的改性树脂复合材料，其特征在于，所述氧化镁糊的固含量为25～35wt％，活性值为80～150mgI/g。
6.一种权利要求1～5任一项所述的改性树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌、氧化镁糊和玻璃纤维短切纱混合，熟化，模压成型，得到改性树脂复合材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合的具体过程包括：
a)将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂、低收缩剂、重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊混合，得到树脂糊；
b)将所述树脂糊与玻璃纤维短切纱混合，使树脂糊浸透纤维。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤a)的具体过程包括：
先将聚醚酰亚胺改性双酚A环氧树脂和低收缩剂混合，随后依次混入重质碳酸钙、固化剂、硬脂酸锌和氧化镁糊，得到树脂糊。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的温度为120～180℃；所述模压成型的压力为15～30MPa。
10.一种电缆支架，其特征在于，所述电缆支架材料为权利要求1～5任一项所述的改性树脂复合材料。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005232423A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Works Ltd | シート用樹脂組成物およびそれを用いた樹脂シート並びにプリプレグ |
| CN103328529A (zh) * | 2010-10-12 | 2013-09-25 | 赫克塞尔公司 | 耐溶剂的热塑性塑料增韧的环氧树脂 |
| CN104130550A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-11-05 | 李树茂 | 一种高韧性、可70℃固化环氧树脂预浸料及其制备方法 |
| CN104277418A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种碳纤维增强韧性环氧树脂复合材料及其制备方法 |
| CN107189019A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-09-22 | 江苏燕宁新材料科技发展有限公司 | 一种低收缩混凝土用改性环氧乙烯基树脂及制备方法 |
| CN113710725A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-11-26 | 高新特殊工程塑料全球技术有限公司 | 来自官能化聚醚酰亚胺的可交联网络和由其得到的热固性聚合物 |
-
2022
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005232423A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Works Ltd | シート用樹脂組成物およびそれを用いた樹脂シート並びにプリプレグ |
| CN103328529A (zh) * | 2010-10-12 | 2013-09-25 | 赫克塞尔公司 | 耐溶剂的热塑性塑料增韧的环氧树脂 |
| CN104277418A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司 | 一种碳纤维增强韧性环氧树脂复合材料及其制备方法 |
| CN104130550A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-11-05 | 李树茂 | 一种高韧性、可70℃固化环氧树脂预浸料及其制备方法 |
| CN107189019A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-09-22 | 江苏燕宁新材料科技发展有限公司 | 一种低收缩混凝土用改性环氧乙烯基树脂及制备方法 |
| CN113710725A (zh) * | 2019-02-25 | 2021-11-26 | 高新特殊工程塑料全球技术有限公司 | 来自官能化聚醚酰亚胺的可交联网络和由其得到的热固性聚合物 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周祥兴: "《合成树脂新资料手册》", 中国物资出版社, pages: 577 * |
| 张玉龙: "《高技术复合材料制备手册》", 31 May 2003, 国防工业出版社, pages: 117 - 119 * |
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