一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料及其製備方法
2023-04-24 07:14:06 2
專利名稱：一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料及其製備方法
技術領域：
本發明是一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料及其製備方法，屬於複合材料製備技術領域。
背景技術：
目前，複合材料已經在航空航天、地面交通以及社會生活的各個方面都有著非常重要的應用，其增強材料主要為玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維等，這些化學纖維雖然有較高的力學性能，但是也存在能耗高、不可再生和對環境和人有害性等缺點。因此為減少汙染、 保護環境，同時為應對日益逼近的能源危機和資源約束，植物纖維增強複合材料逐漸成為人們的研究熱點。參考發明專利1 「單項、織物玻璃纖維複合材料及其製備方法」(申請號 200810014890. 6)，提出在織物和單向玻璃纖維兩面覆蓋環氧樹脂層，然後在一定的壓力下，將樹脂壓入纖維束內，得到薄層複合材料，參考發明專利2「一種膠黏劑及其製備方法暨以該膠黏劑製備的環氧玻璃坯布」(申請號200910218768. 5)提出一種膠黏劑的配方設計， 以及將該膠黏劑塗覆於玻璃纖維坯布用於電機磁極線圈絕緣。
發明內容
本發明提供了一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料及其製備方法，其目的是發展一種以植物纖維增強生物質樹脂的綠色生物質薄層材料，將其用於綠色夾層結構中的界面增強材料，提高複合材料的界面粘接強度，代替現有的玻璃纖維或其它化學纖維界面增強材料，同時也可用其製備綠色複合材料製件，規模化地生產植物纖維增強生物質樹脂的綠色複合材料產品，最大程度地提高複合材料中可再生資源所佔的比例。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明提出了一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於該種生物質樹脂薄層材料是由增強材料和結構粘結劑組成，增強材料佔生物質樹脂薄層材料的質量份數為10 70%，結構粘結劑佔生物質樹脂薄層材料的質量份數為30 90%，增強材料是指連續植物纖維織物、無緯布、網格紗或非連續植物纖維無紡布，面密度為20g/m2 300g/ m2 ；結構粘結劑是指生物質松香基環氧樹脂預聚物，其化學組成和質量份數為100份的松香基環氧樹脂，其結構如下式所示；10 100份的環氧樹脂固化劑；0. 5 3份的固化促進劑和10 50份熱塑性聚合物。固化劑為甲基納迪克酸酐、甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、 雙氰胺或商品牌號為#594的噁硼雜環硼胺絡合物。固化促進劑為DMP-30、三氟化硼單乙胺或1，1』 - 二甲基-3-苯基脲。熱塑性聚合物為酚酞改性聚醚酮、酚酞改性聚醚碸或酚酞改性聚醚醯亞胺，粒度為50目-100目，熱塑性聚合物可以作為松香基環氧樹脂的增黏劑和增韌劑，調節樹脂的黏度，增加成膜性，改善工藝性，提高複合材料的界面粘接強度和韌性。
權利要求
1.一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於該種生物質樹脂薄層材料是由增強材料和結構粘結劑組成，增強材料佔生物質樹脂薄層材料的質量份數為10 70%， 結構粘結劑佔生物質樹脂薄層材料的質量份數為30 90%，增強材料是指連續植物纖維織物、無緯布、網格紗或非連續植物纖維無紡布，結構粘結劑是指生物質松香基環氧樹脂預聚物。
2.根據權利要求1所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於增強材料的面密度為20g/m2 300g/m2。
3.根據權利要求1所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於結構粘結劑所指的生物質松香基環氧樹脂預聚物的化學組成和質量份數為松香基環氧樹脂 100份環氧樹脂固化劑 10 100份固化促進劑0. 5 3份熱塑性聚合物 10 50份。
4.根據權利要求3所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於環氧樹脂固化劑為甲基納迪克酸酐、甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐、雙氰胺或商品牌號為#594的噁硼雜環硼胺絡合物。
5.根據權利要求3所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於固化促進劑為DMP-30、三氟化硼單乙胺或1，1』 - 二甲基-3-苯基脲。
6.根據權利要求3所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料，其特徵在於熱塑性聚合物為酚酞改性聚醚酮、酚酞改性聚醚碸或酚酞改性聚醚醯亞胺，粒度為50目-100目。
7.一種用於上述權利要求1所述的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料的製備方法，其特徵在於該方法的步驟是(1)製備增強材料以薴麻、亞麻、黃麻、大麻、劍麻或紅麻為原料，通過現有紡織技術製備連續植物纖維織物、無緯布、網格紗或非連續植物纖維無紡布，面密度為20g/m2 300g/m2，收卷後作為增強材料備用。(2)製備結構粘結劑將按比例稱取的松香基環氧樹脂、環氧樹脂固化劑、固化促進劑和熱塑性聚合物混合後，在一定的溫度下，通過高速剪切力使混合物混合均勻，冷卻後得到生物質松香基環氧質樹脂預聚物。(3)在預浸設備上，將製備好的生物質松香基環氧質樹脂預聚物均勻地塗覆在脫模紙的表面，同時通過加熱加壓輥將塗覆在脫模紙表面的生物質松香基環氧質樹脂預聚物轉移到增強材料上，生物質松香基環氧質樹脂預聚物佔它與增強材料質量總和的30 90%，收卷後室溫放置或冷藏保存，這樣就得到兩面用脫模紙保護的植物纖維增強生物質樹脂薄層材料。
全文摘要
本發明是一種植物纖維增強生物質樹脂薄層材料及其製備方法，該種薄層材料用於樹脂基複合材料的界面增強或直接用於製備生物質複合材料。其中，結構粘結劑的主要製備過程為將100份質量的松香基環氧樹脂，10～100份質量環氧樹脂固化劑和0.5～5份質量的固化促進劑，10～50份質量熱塑性聚合物在40℃～80℃下，高速剪切力混合均勻。增強材料包括連續植物纖維織物、無緯布和網格紗，以及非連續植物纖維無紡布，其通過預浸裝備連續地預浸質量含量為30％～90％的環氧樹脂結構粘結劑，製備得到一種植物纖維附載生物質樹脂薄層材料。
文檔編號C08L63/00GK102352089SQ20111018200
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者仝建峰, 何先成, 劉燕峰, 劉青曼, 包建文, 益小蘇 申請人:中航複合材料有限責任公司