CN1858110A - 耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，原料采用环氧树脂、固化剂甲基四氢苯酐、促进剂2，4，6－三－二甲胺基甲基苯酚、有机化粘土及无纺玻璃纤维布，制备采用树脂传递成型(RTM)方法，即先将有机化粘土加到环氧树脂中，在一定的温度下搅拌均匀，再依次加入固化剂和促进剂，搅拌均匀后真空脱气，注入预先铺设好玻璃纤维布的模具，然后固化成型。本发明具有生产工艺简单，加工性能好，适用性强等优点，所制备玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料不仅具有较好的力学性能，而且具有一定耐海水性能，可用于制作海上舰艇、潜艇等船体构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，采用树脂传递成型(RTM)法，制备具有较好力学性能和耐海水性能的复合材料，可用于制作海上舰艇、潜艇等船体构件。
背景技术
环氧树脂不仅可以用于涂料，封装材料和生物齿科材料等，而且环氧树脂基复合材料还可用做力学结构材料，如玻璃纤维增强环氧树脂、短切纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强环氧树脂。蒙脱土具有大的比表面积，与常规的其他填料相比，少量层状结构的纳米蒙脱土可以在二维方向上起增强作用，使得纳米复合材料具有更好的力学性能。Tie等人在1994年发现在环氧树脂里添加少量的有机蒙脱土后，可以明显提高环氧树脂的力学性能。但是迄今为止，将蒙脱土应用于玻璃纤维增强环氧树脂，还少见文献的报道。
对于玻璃纤维增强环氧树脂复合材料来说，环氧树脂基体的性能会对最终复合材料性能产生较大影响，尤其是基体树脂干、湿强度的差异会导致复合材料耐环境性能的恶化。现有纯环氧树脂基体阻隔性能较差，耐海水性不够好。研究表明，加入蒙脱土后可以使环氧树脂基体的阻隔性能明显提高，这是由于蒙脱土均匀地分散于环氧树脂基体中，呈层状平面取向，阻碍了基体材料中分子扩散，有效地阻隔了在材料扩散通道中散布分子的流动，可以提高材料的耐海水性能，扩大材料的应用领域。但是目前尚未有类似技术的专利文献公开。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，具有生产工艺简单，加工性能好，适用性强等优点，所制备的复合材料具有较好的力学性能和耐海水性能，可用于制作海上舰艇、潜艇等船体构件。
为实现这一目的，本发明提供了一种耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料，原料采用环氧树脂、固化剂甲基四氢苯酐、促进剂2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、有机化粘土及无纺玻璃纤维布，制备采用树脂传递成型(RTM)方法，即先将有机化粘土加到环氧树脂中，在一定的温度下搅拌均匀，再依次加入固化剂和促进剂，搅拌均匀后真空脱气，注入预先铺设好玻璃纤维布的模具，然后固化成型，得到具有较好力学性能和耐海水性能的复合材料。
本发明的技术方案具体如下：
采用的原料组分及重量百分比为：环氧树脂20～30％，固化剂甲基四氢苯酐15～25％，促进剂2，4，6-三-二甲胺基甲基苯酚0.5～2.5％，有机化粘土1～5％，无纺玻璃纤维布40～60％；
复合材料的制备采用树脂传递成型(RTM)方法，先将有机化粘土加到环氧树脂中，在50℃～60℃温度下搅拌均匀，再依次加入固化剂和促进剂搅拌均匀，将所得的混合料倒入RTM设备的料筒中，于50℃～60℃真空脱气，然后在0.2MPa压力下将混合料注入预先铺设好玻璃纤维布的模具，最后在110℃～130℃固化成型，得到耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料。
本发明中使用的环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚型，分子量约为300-400；所用的有机化粘土为十二烷基三乙氧基季铵盐(CH3(CH2)11(OCH2CH3)3N+)处理过的蒙脱土；所用的无纺玻璃纤维布的拉伸强度3.0GPa，弹性模量52GPa。
本发明的方法具有生产工艺简单，加工性能好，适用性强等优点，所制备的玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料不仅具有较好的力学性能，而且具有一定耐海水性能，可用于制作海上舰艇、潜艇等船体结构制件。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明。
实施例1：
将3克有机化粘土加入到88克环氧树脂基体中，加热到50℃后搅拌均匀，然后再加入72克甲基四氢苯酐和1克2，4，6-三-二甲胺基甲基苯酚搅拌均匀，将所得的混合料倒入RTM设备的料筒中，于60℃真空脱气，然后在0.2MPa压力下将混合料注入预先铺设145克玻璃纤维布的模具，最后在110℃固化成型约3小时，取出模具让其自然冷却下来，制备试样，测试性能(比较常温状态与浸入人工海水2个月后试样性能变化，见表-1)，拉伸实验的式样制成哑铃状，厚度约2mm，宽约6mm，拉伸速度0.5mm/min。弯曲实验的式样制成长条状，厚度约2mm，宽度约5mm，压头移动速度为0.5mm/min，跨距40mm。
表-1
| 测试状态 | 拉伸强度/MPa | 拉伸模量/GPa | 弯曲强度/MPa | 弯曲模量/GPa |
| 干态 | 178 | 11.4 | 248 | 12.2 |
| 湿态 | 168 | 10.5 | 233 | 11.1 |
注：干态为试样在常温状态下，湿态为试样浸入人工海水两个月后取出擦干状态。
从表-1中可以看出，与试样在常温状态下测试相比，当试样浸入人工海水两个月后取出擦干后测试的力学性能变化不大，拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度以及弯曲模量保持率都在90％以上，表明玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料具有很好的耐海水性能。
实施例2：
将2.5克有机化粘土加入到88克环氧树脂基体中，加热到50℃后搅拌均匀，然后再加入72克甲基四氢苯酐和1.4克2，4，6-三-二甲胺基甲基苯酚搅拌均匀，将所得的混合料倒入RTM设备的料筒中，于60℃真空脱气，然后在0.2MPa压力下将混合料注入预先铺设155克玻璃纤维布的模具，最后在130℃固化成型约2小时，取出模具让其自然冷却下来，制备试样，测试性能(比较常温状态与浸入人工海水2个月后试样性能变化，见表-2)，
表-2
| 测试状态 | 拉伸强度/MPa | 拉伸模量/GPa | 弯曲强度/MPa | 弯曲模量/GPa |
| 干态 | 179 | 11.9 | 244 | 12.7 |
| 湿态 | 173 | 10.7 | 235 | 11.4 |
注：干态为试样在常温状态下，湿态为试样浸入人工海水两个月后取出擦干状态。
实施例3：
将2克有机化粘土加入到88克环氧树脂基体中，加热到60℃后搅拌均匀，然后再加入72克甲基四氢苯酐和1.2克2，4，6-三-二甲胺基甲基苯酚搅拌均匀，将所得的混合料倒入RTM设备的料筒中，于50℃真空脱气，然后在0.2MPa压力下将注入混合料预先铺设130克玻璃纤维布的模具，最后在115℃固化成型约2.5小时，取出模具让其自然冷却下来，制备试样，测试性能(比较常温状态与浸入人工海水2个月后试样性能变化，见表-3)，
表-3
| 测试状态 | 拉伸强度/MPa | 拉伸模量/GPa | 弯曲强度/MPa | 弯曲模量/GPa |
| 干态 | 168 | 11.0 | 234 | 11.8 |
| 湿态 | 161 | 10.3 | 223 | 10.9 |
注：干态为试样在常温状态下，湿态为试样浸入人工海水两个月后取出擦干状态。
Claims (4)
1、一种耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，其特征在于采用的原料组分及重量百分比为：环氧树脂20～30％，固化剂甲基四氢苯酐15～25％，促进剂2，4，6-三-二甲胺基甲基苯酚0.5～2.5％，有机化粘土1～5％，无纺玻璃纤维布40～60％；先将有机化粘土加到环氧树脂中，在50℃～60℃温度下搅拌均匀，再依次加入固化剂和促进剂搅拌均匀，将所得的混合料倒入料筒中，于50℃～60℃真空脱气，然后在0.2MPa压力下将混合料注入预先铺设好玻璃纤维布的模具，最后在110℃～130℃固化成型，得到耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料。
2、根据权利要求1的耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚型，分子量为300-400。
3、根据权利要求1的耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述有机化粘土为十二烷基三乙氧基季铵盐处理过的蒙脱土。
4、根据权利要求1的耐海水玻璃纤维增强环氧树脂纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述无纺玻璃纤维布拉伸强度为3.0GPa，弹性模量为52GPa。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN101266788B (zh) * | 2007-03-14 | 2010-10-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种复合材料外壳反声障板及其制造方法 |
| CN103231522A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种复合材料成型的真空导入工艺及复合材料 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN1264665C (zh) * | 1999-04-28 | 2006-07-19 | 瑾亨企业株式会社 | 纤维增强环氧树脂产品及其制造方法 |
| JP4314112B2 (ja) * | 2003-12-22 | 2009-08-12 | 株式会社東芝 | 六フッ化硫黄ガス絶縁機器用繊維強化複合材料およびその製造方法 |
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2006
- 2006-04-27 CN CNB2006100260983A patent/CN100384933C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101266788B (zh) * | 2007-03-14 | 2010-10-20 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种复合材料外壳反声障板及其制造方法 |
| CN103231522A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种复合材料成型的真空导入工艺及复合材料 |
| CN103231531A (zh) * | 2013-05-14 | 2013-08-07 | 晁行军 | 碳纤维耐外压高压管 |
| CN103231531B (zh) * | 2013-05-14 | 2015-12-23 | 晁行军 | 碳纤维耐外压高压管的制备方法 |
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