CN109438918A - 一种纤维增强复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维增强复合材料及其制备方法，该纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：环氧树脂10～50份；光引发剂0.1～2份；增韧剂5～10份；阻燃剂10～25份；阻燃协效剂0～15份；增强纤维15～35份。该纤维增强复合材料力学性能和阻燃性能优良。

Description

一种纤维增强复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维增强复合材料技术领域，尤其涉及一种纤维增强复合材料及其制备方法。
背景技术
纤维增强复合材料是由高强度、高模量、连续纤维或者不连续纤维与树脂基体复合而成。树脂基体的作用是通过界面将载荷有效的传递到增强相，增强相可以是晶须、纤维等，树脂基体不是主承力相。纤维的作用是承受由树脂基体传递来的有效载荷，是属于主承力相。当材料收到较大的应力时，一些有裂纹的纤维可能先短，但是树脂基体能阻碍裂纹扩展病改变裂纹扩展方向。增强纤维材料,如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种等,与树脂基体经过手糊、真空导流、树脂传递模塑成型、缠绕、拉挤、模压、真空袋压、热压罐等成型工艺而形成的复合材料。由于纤维增强复合材料具有如下特点：(1)比重小、重量轻；(2)比强度比模量高；(3)可设计性强，加工工艺性好；(4)抗疲劳断裂性能好；(5)耐久性、抗腐蚀与辐射性能好；(6)低热膨胀系数；(7)热容量小；(8)破坏安全性高。这些特点使得FRP材料是发展现代工业、国防和科学技术不可缺少的基础材料，也是新技术革命赖以发展的重要物质基础，复合材料已成为新材料领域的重要主导材料。航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。现在的F1(世界一级方程锦标赛)赛车，车身大部分结构都用纤维增强复合材料，顶级跑车的一大卖点也是周身使用碳纤维，用以提高气动性和结构强度。还可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料，以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等核心组成部件。
光固化复合材料以其固化速度快、节能、污染少等优点已被用于各个领域。光固化材料的适用范围广泛，已应用于层压材料、航空玻璃、压敏胶、光学材料的粘结、封装材料等，还可用于信息技术领域，如光纤保护与着色、磁介质、光介质等，以及光固化补牙等生物及医学应用医疗材料等领域。随着光固化材料和技术的发展，光固化复合材料的应用范围会继续扩大。
纤维增强树脂基复合材料中树脂基体的主要性能与作用为：1.将纤维粘合成整体并使纤维位置固定，在纤维之间传递载荷，并使载荷均衡；2.决定复合材料的一些性能，如复合材料的耐热性、剪切性能、耐介质性能等；3.决定复合材料的成型工艺方法和工艺参数的选择；4.保护纤维免受各种损伤；5.树脂基体对复合材料如横向性能、纵向性能、压缩性能、疲劳性能、断裂韧性等力学性能也有一定的影响。所以开发合适的树脂基体材料非常关键。
一般高分子复合材料的阻燃性能比较差,复合材料的燃烧性能是指材料燃烧的热量释放和火焰延伸情况。随着飞机、高铁、客车等于人民生活非常贴近的交通工具的发展，以及复合材料在交通工具上的内外饰以及受力件的应用，对复合材料的阻燃性能要求越来越高，其关键评价指标包括：表面火焰延伸、火势扩展(热量释放)、烟密度、烟气毒性等。复合材料的阻燃性能主要是通过添加阻燃剂来获得。目前我国使用的阻燃剂主要以有机卤系阻燃剂为主,尽管它与有机高聚物相容性好,阻燃效果好,添加量很少,对材料的其它性能影响很小,但在燃烧过程中发烟量较大,且释放出有毒性、腐蚀性的卤化氢气体。为了防止燃烧产生的烟雾所带来的二次灾害,人们对无卤阻燃材料的使用愈来愈重视,寻求综合性能好的高效无卤阻燃体系,对开发无卤阻燃复合材料是极为重要的问题。
因此，开发出具有良好阻燃防火性能并且制备工艺简单、低能耗、高效环保的纤维增强复合材料是一个很重要的研究方向。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纤维增强复合材料及其制备方法，该纤维增强复合材料力学性能和阻燃性能优良。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种纤维增强复合材料，包括如下重量份数的组分：
环氧树脂10～50份；
光引发剂0.1～2份；
增韧剂5～10份；
阻燃剂10～25份；
阻燃协效剂0～15份；
增强纤维15～35份。
进一步地，所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂40份，光引发剂0.45份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂30份，光引发剂0.33份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份。
进一步地，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族环氧树脂、海因环氧树脂中的至少一种。
进一步地，所述光引发剂为碘鎓盐、硫鎓盐、茂铁盐中的至少一种。
进一步地，所述增韧剂为环氧化端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯丙烯腈、端羟基聚丁二烯、端羟基液体丁腈橡胶中的至少一种。
进一步地，所述阻燃剂为磷酸酯、DOPO型含磷环氧树脂、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、次磷酸钙、次磷酸钠中的至少一种。
进一步地，所述阻燃协效剂为硼酸锌、三嗪成炭剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。
进一步地，所述增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种。
本发明还提供一种如上所述纤维增强复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将环氧树脂、光引发剂、增韧剂、阻燃剂和阻燃协效剂按重量份数比例投入反应容器内，在预设转速条件下搅拌第一预设时间至混合均匀，得到第一中间体，所述预设转速为2000～5000转/分钟，所述第一预设时间为15～45分钟；
将所述增强纤维与所述第一中间体进行浸渍第二预设时间，得到第二中间体，所述第二预设时间为5～20分钟；
将所述第二中间体置于紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
进一步地，所述预设转速为2500～3500转/分钟，所述第一预设时间为30分钟；且/或，
所述第二预设时间为8分钟。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明制备得到的纤维增强复合材料的物理力学性能、加工性能、表面外观性能良好、阻燃性能优良。断裂伸长率可达3.5％，拉伸强度可达69MPa，冲击强度可达70MPa，弯曲强度可达135MPa，弯曲模量可达7.1MPa，阻燃性能满足UL94-V0等级。
(2)本发明的纤维增强复合材料的制备工艺简单，低能耗，高效环保。可广泛地应用于各种复合材料电线槽、建筑装饰板、轨道交通内饰件、游艇内饰件、飞机内部复合材料管道以及各个领域的结构件等。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明实施例提供的纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：环氧树脂10～50份；光引发剂0.1～2份；增韧剂5～10份；阻燃剂10～25份；阻燃协效剂0～15份；增强纤维15～35份。
作为优选的实施方式，所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份。
环氧树脂40份，光引发剂0.45份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份。
环氧树脂30份，光引发剂0.33份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份。
环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份。
作为优选的实施方式，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族环氧树脂、海因环氧树脂中的至少一种。
脂环族环氧树脂包括3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物、双环戊二烯二环氧化物等其中的一种或多种的混合。缩水甘油醚环氧树脂包括双酚A缩水甘油醚环氧树脂、氢化双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F缩水甘油醚环氧树脂、间苯二酚缩水甘油醚环氧树脂、线型酚醛缩水甘油醚环氧树脂、双酚S缩水甘油醚环氧树脂、双酚AD缩水甘油醚环氧树脂等中的至少一种。缩水甘油酯环氧树脂包括四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯中的至少一种。缩水甘油胺类环氧树脂包括4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(TGDDM)、三缩水甘油基对氨基苯酚(TGPAP)中的至少一种。海因环氧树脂是分子结构中含有海因环(五元二氮杂环)的一类缩水甘油胺型环氧树脂，最常见的是二甲基海因环氧树脂。
作为优选的实施方式，所述光引发剂为碘鎓盐、硫鎓盐、茂铁盐中的至少一种。
作为优选的实施方式，所述增韧剂为环氧化端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯丙烯腈、端羟基聚丁二烯、端羟基液体丁腈橡胶中至少一种。环氧化端羟基液体聚丁二烯，英文缩写为EHTPB，其是在端羟基聚丁二烯大分子上引入环氧基团，不但有效提高大分子极性，而且引入的环氧基团作为反应性官能团，可以与环氧树脂交联固化过程中产生的活泼氢发生进一步交联，提高环氧树脂固化物的力学性能，粘合强度和耐热性。此外，因引入环氧基团，使增韧剂EHTPB常温下就可以直接与环氧树脂混合，无需预反应就有非常好的相容性。
端羟基聚丁二烯丙烯腈，英文缩写HTBN，由于分子链中引入了腈基，因而丁腈羟液体橡胶除了具有端羟基聚丁二烯的一般特性外，还具有良好的耐油性、粘接性、耐老化性、耐低温性能。端羟基聚丁二烯丙烯腈主要是利用端羟基特性与双官能团的分子反应进行链的延伸，进而交联，生成有弹性的长链聚合物。
端羟基液体聚丁二烯，英文缩写为HTPB，是一种液体遥爪聚合物，是一种新型液体橡胶。反应可以生成三维网络结构的固化物。该固化物具有优异的力学性能，特别具有耐水解、耐酸碱、耐磨、耐低温和优异电绝缘性。
端羧基液态丁腈橡胶，英文缩写为CTBN，其分子链的两端是活性官能团羧基，通过羧基与环氧树脂发生反应，从而实现对环氧树脂的改性，增韧改性效果显著。在一定相对分子质量范围内，CTBN的相对分子质量越大，其增韧效果越佳。
作为优选的实施方式，所述的阻燃剂为磷酸酯、DOPO型含磷环氧树脂、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、次磷酸钙、次磷酸钠中的至少一种。可以理解的，DOPO型含磷环氧树脂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂。
磷酸酯应用于环氧树脂中，具有良好的相容性、并可降低树脂粘度，使得树脂体系对纤维的浸润性好，同时由于磷酸酯高纯度，透明性，单独使用时可以制作阻燃透明环氧树脂体系，提升树脂的透光性，提高固化速度。磷酸酯阻燃剂可以是：磷酸三乙酯(英文缩写为TEP)、磷酸三丁酯(英文缩写为TBP)、磷酸三(丁氧基乙基)酯(英文缩写为TBEP)、磷酸三异丙基苯酯(英文缩写为IPPP)、磷酸二异辛酯(英文缩写为P204)、磷酸三苯酯(英文缩写为TPP)、亚磷酸三苯酯(英文缩写为TPP)、磷酸三甲苯酯(英文缩写为TCP)、磷酸三甲酯(英文缩写为TMP)、亚磷酸一苯二异癸酯(英文缩写为PDDP)、亚磷酸二苯一异癸酯(英文缩写为DPDP)、亚磷酸一苯二异辛酯(英文缩写为PDOP)、亚磷酸一苯二异辛酯(英文缩写为PDOP)、亚磷酸二苯一异辛酯(英文缩写为DPOP)、亚磷酸一苯二异癸酯(英文缩写为PDDP)中至少一种。
DOPO是新型阻燃剂中间体，其结构中含有P-H键，对烯烃、环氧键和羰基极具活性，可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环和菲环结构，特别是侧磷基团以环状O＝P-O键的方式引入，比一般的、未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性高，阻燃性能更好。DOPO及DOPO与环氧树脂预反应的衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂，合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒，不迁移，阻燃性能持久。当该种环氧树脂被引燃时，其分解产生磷的含氧酸，这类酸能催化含羟基化合物发生吸热脱水成碳反应，生成水和焦炭，含羟基化合物炭化的结果是在其表面生成石墨状焦炭层，该炭层难燃、隔热、隔氧。同时，由于焦炭层的导热性差，使传递至基材的热量减少，基材热分解减缓。此外，羟基化合物的脱水系吸热反应，且脱水形成的水蒸汽又能稀释大气中的氧气及可燃性气体的浓度，有助于中断燃烧。磷酸还可以进一步脱水酯化形成聚磷酸，聚磷酸为一玻璃状熔融体，覆盖于燃烧物体表面，阻止氧气接近及挥发性物质释放来阻止燃烧。本发明的一个实施例中，使用DOPO时将DOPO与环氧氯丙烷反应，然后与对苯二酚反应，添加到环氧树脂中形成反应型含磷阻燃剂，具有低挥发性，低污染性，与环氧树脂都有良好的相溶性，添加后形成反应型阻燃透明树脂体系，不影响透光性，由于阻燃剂参与反应固保持了树脂体系良好的力学性能。
三聚氰胺磷酸盐是一种含氮磷结构的膨胀型阻燃剂。该阻燃剂高温下(例如300度)分解释放出来的磷酸可以在易燃聚合物的表面形成保护膜的覆盖作用，减少氧气的进入。利用氮磷协同阻燃，通过调整单体阻燃分子内N含量和磷含量，满足不同阻燃等级对氮和磷的不同含量的要求。三聚氰胺磷酸盐不同于以往的含卤型阻燃剂，在环氧树脂加工过程中对设备和模具无腐蚀；燃烧时产生致密的膨胀碳层达到隔热隔绝空气阻燃的性能，不会产生有刺激性卤化氢气体以及燃烧黑烟，是一种理想的环保型的阻燃剂。
聚磷酸铵又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸铵(简称APP)，是一种含N和P的聚磷酸盐。其分子中同时含有磷、氮两种元素，在阻燃过程中，磷、氮具有协同阻燃效应，因而阻燃效果优于单含磷阻燃剂或单含氮阻燃剂。聚磷酸铵添加到环氧树脂中具有含磷量大、含氮量高、热稳定性好、吸湿性小、分散性好、毒性低、抑烟等特点。
三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是一种含氮的高效无卤环保阻燃剂。在300℃以下受热时非常稳定，350℃左右开始升华，约440～450℃时开始分解。含氮量高，高温时脱水成炭，燃烧时释放氮气、二氧化碳和水。其阻燃机理为：升华吸热及气相阻燃。
次磷酸铝、次磷酸钙和次磷酸钠阻燃剂是以磷酸盐为基的一种新型的阻燃剂，具有较高的热稳定性，在加工过程中具有较好的机械性能和较好的抗侯性，含有磷酸盐的环氧树脂组合物呈现较高的阻燃性，由于磷酸盐含磷量高，添加后放热率和燃烧时产生的热量急剧减少，燃烧后的成炭量增加，具有热稳定性好、水溶性小、阻燃效力大等优点，能够取得很高的阻燃效果。
作为优选的实施方式，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三嗪成炭剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。三嗪成炭剂主要用于无卤膨胀型阻燃剂的炭源。与传统的季戊四醇类成炭剂相比，其水溶性极低，不迁移，且成炭性能优异，可与其他助剂复配成无卤膨胀阻燃剂。
作为优选的实施方式，所述增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种。可以理解的，增强纤维是指由玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种等所制成的短切纤维纱、连续纤维纱、纤维编织布、纤维毡及表面毡中的至少一种。
本发明还提供一种如上所述纤维增强复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将环氧树脂、光引发剂、增韧剂、阻燃剂和阻燃协效剂按重量份数比例投入反应容器内，在预设转速条件下搅拌第一预设时间至混合均匀，得到第一中间体，所述预设转速为2000～5000转/分钟，所述第一预设时间为15～45分钟；
将所述增强纤维与所述第一中间体进行浸渍第二预设时间，得到第二中间体，所述第二预设时间为5～20分钟；
将所述第二中间体置于紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
作为优选的实施方式，所述预设转速为2500～3500转/分钟，所述第一预设时间为30分钟。所述第二预设时间为8分钟。
实施例1
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：双酚A缩水甘油醚环氧树脂(E51)15份，3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)5份，4，4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸0.15份，环氧化端羟基液体聚丁二烯(EHTPB)5份，DOPO型含磷环氧树脂10份，三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)5份，玻璃纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将双酚A缩水甘油醚环氧树脂、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯、4，4-二甲基-二苯基碘翁六氟磷酸、环氧化端羟基液体聚丁二烯、DOPO型含磷环氧树脂、三聚氰胺氰尿酸盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述玻璃纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
实施例2
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(TGDDM)20份，3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)20份，三苯基硫鎓盐0.45份，端羟基液体丁腈橡胶(CTBN)5份，磷酸酯5份，聚磷酸铵5份，次磷酸铝5份，玄武岩纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯、三苯基硫鎓盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，然后按重量份数比例投入端羟基液体丁腈橡胶、磷酸酯、聚磷酸铵、次磷酸铝，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述玄武岩纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
实施例3
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)20份，聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚(3:1)(3150)30份，二苯基碘鎓六氟磷酸盐0.33份，端羟基聚丁二烯丙烯腈5份，聚磷酸铵5份，三聚氰胺氰尿酸盐5份，氢氧化铝5份，碳纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)、聚[(2-环氧乙烷基)-1,2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇醚(3:1)(3150)、二苯基碘鎓六氟磷酸盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，按重量份数比例再加入端羟基聚丁二烯丙烯腈、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、氢氧化铝，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述碳纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
实施例4
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(186)10份，3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)10份，三苯基硫鎓盐0.15份，环氧化端羟基液体聚丁二烯(EHTPB)5份，聚磷酸铵5份，三聚氰胺聚磷酸盐5份，氢氧化镁5份，芳纶纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(186)、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)、三苯基硫鎓盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，按重量份数比例再加入环氧化端羟基液体聚丁二烯(EHTPB)、聚磷酸铵5份、三聚氰胺聚磷酸盐、氢氧化镁，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述芳纶纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
实施例5
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：海因环氧树脂10份，3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)10份、二苯基碘鎓六氟磷酸盐0.1份、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐0.05份，端羟基液体丁腈橡胶(CTBN)5份及DOPO型含磷环氧树脂5份，聚磷酸铵(APP)5份，硼酸锌5份，尼龙纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将海因环氧树脂、3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中。按重量份数比例再投入端羟基液体丁腈橡胶(CTBN)及DOPO型含磷环氧树脂，聚磷酸铵(APP)、硼酸锌，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述尼龙纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
实施例6
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)10份，4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(TGDDM)AG805份，双酚A缩水甘油醚环氧树脂(128)5份、三苯基硫鎓盐0.3份及二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐0.5份，环氧化端羟基液体聚丁二烯(EHTPB)5份，聚磷酸铵(APP)5份，三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)5份，次磷酸钠3份，三嗪成炭剂2份，超高分子量聚乙烯纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯(2021P)、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(TGDDM)AG80、双酚A缩水甘油醚环氧树脂(128)、三苯基硫鎓盐及二苯基-(4-苯基硫)苯基锍六氟磷酸盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，按重量份数比例再加入环氧化端羟基液体聚丁二烯(EHTPB)、聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、次磷酸钠、三嗪成炭剂，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述超高分子量聚乙烯纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
对比例
该实施例的所述纤维增强复合材料包括如下重量份数的组分：双酚A缩水甘油醚环氧树脂(128)30份，脂环族环氧树脂(6110)10份，三苯基硫鎓盐0.3份，磷酸酯10份，氢氧化铝5份，碳纤维15份。
本实施例的纤维增强复合材料的制备方法如下：将双酚A缩水甘油醚环氧树脂(128)、脂环族环氧树脂(6110)、三苯基硫鎓盐按重量份数比例投入带有盘式高速分散机搅拌器的混合容器中，按重量份数比例再加入磷酸酯、氢氧化铝，在3000转/分钟条件下搅拌30分钟至混合均匀，得到第一中间体。按重量份数比例将所述碳纤维与所述第一中间体进行浸渍8分钟，得到第二中间体。将所述第二中间体取出后挤出多余的树脂沥干，在紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
按照GBT 1449-2005纤维增强塑料弯曲性能试验方法来对实施例1-6和对比例中弯曲性能进行测试。实施例1-6和对比例中的纤维增强复合材料的综合性能见表1。
表1为实施例1-6和对比例的维增强复合材料的综合性能测试数据
样品编号 1 2 3 4 5 6 对比例
固化时间(min) 30 20 20 15 15 15 20
断裂伸长率 3.3％ 3.5％ 3.6％ 3.8％ 3.2％ 3.5％ 2％
拉伸强度 69 68 67 65 65 69 52
冲击强度 65 67 69 68 66 70 59
弯曲强度 130 135 132 130 124 128 105
弯曲模量 6.3 6.6 6.2 7.1 5.8 6.5 5.8
阻燃性 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0
由上表可以看出，实施例1-6的纤维增强复合材料的综合性能明显高于对比例，表现出较好的力学性能和阻燃性能。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种纤维增强复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
环氧树脂10～50份；
光引发剂0.1～2份；
增韧剂5～10份；
阻燃剂10～25份；
阻燃协效剂0～15份；
增强纤维15～35份。
2.如权利要求1所述的纤维增强复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂40份，光引发剂0.45份，增韧剂5份，阻燃剂15份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂30份，光引发剂0.33份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份；或者，
环氧树脂20份，光引发剂0.15份，增韧剂5份，阻燃剂10份，阻燃协效剂5份，增强纤维15份。
3.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环族环氧树脂、海因环氧树脂中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述光引发剂为碘鎓盐、硫鎓盐、茂铁盐中的至少一种。
5.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述增韧剂为环氧化端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯丙烯腈、端羟基聚丁二烯、端羟基液体丁腈橡胶中至少一种。
6.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述的阻燃剂为磷酸酯、DOPO型含磷环氧树脂、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、次磷酸钙、次磷酸钠中的至少一种。
7.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述的阻燃协效剂为硼酸锌、三嗪成炭剂、氢氧化镁、氢氧化铝中的至少一种。
8.如权利要求1或2所述的纤维增强复合材料，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚苯硫醚纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将环氧树脂、光引发剂、增韧剂、阻燃剂和阻燃协效剂按重量份数比例投入反应容器内，在预设转速条件下搅拌第一预设时间至混合均匀，得到第一中间体，所述预设转速为2000～5000转/分钟，所述第一预设时间为15～45分钟；
将所述增强纤维与所述第一中间体进行浸渍第二预设时间，得到第二中间体，所述第二预设时间为5～20分钟；
将所述第二中间体置于紫外光下照射、固化，得到所述纤维增强复合材料。
10.如权利要求9所述的纤维增强复合材料的制备方法，其特征在于，所述预设转速为2500～3500转/分钟，所述第一预设时间为30分钟；且/或，
所述第二预设时间为8分钟。
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