CN114987025A - 一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料 - Google Patents

一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂40‑45份、防腐剂3‑5份、超细轻质碳酸钙粉末1‑5份、石墨烯4‑10份、二氧化硅气凝胶颗粒12‑15份、纳米空心陶瓷微珠12‑15份、膨胀珍珠岩5‑8份、白云石6‑10份、玻璃纤维10‑12份、分散剂5‑6份、增稠剂2‑4份和碳纤维5‑10份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。本发明提高了碳纤维环氧树脂复合材料的综合力学性能，同时不易腐蚀，而且制备简单。

Description

一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料
技术领域
本发明涉及高分子材料的技术领域，具体为一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
背景技术
环氧树脂化学稳定，加工性能好，具有良好的绝缘性，耐化学腐蚀，具有较好的耐溶剂性等优点，所以在复合材料领域中具有广泛的应用。但环氧树脂的耐磨性差、耐冲击损伤能力差，使其在实际生产应用中受到了限制。
但是现有的环氧树脂复合材料存在以下问题：韧性差、加工工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，以解决上述背景技术中提出的韧性差、加工工艺复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂40-45份、防腐剂3-5份、超细轻质碳酸钙粉末1-5份、石墨烯4-10份、二氧化硅气凝胶颗粒12-15份、纳米空心陶瓷微珠12-15份、膨胀珍珠岩5-8份、白云石6-10份、玻璃纤维10-12份、分散剂5-6份、增稠剂2-4份和碳纤维5-10份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
作为优选，所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述A组分与B组分之间通过聚酰胺胶黏剂进行复合在一起。
作为优选，所述A组分的表面复合有一层聚酰亚胺涂料层。
作为优选，所述A组分的上表面设置一层以上的所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述的B组分还包括有抗裂纤维。
作为优选，所述抗裂纤维与碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线。
本发明还公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在400转/分-600转/分的搅拌速度下搅拌30分钟-40分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1000转/分-1500转/分转速搅拌20分钟-30分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
作为优选，所述步骤(2)中的转速为500转/分。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：大大提高了碳纤维环氧树脂复合材料的综合力学性能，同时不易腐蚀，而且制备简单。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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。
实施例1：
本实施例公开的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂40-45份、防腐剂3-5份、超细轻质碳酸钙粉末1-5份、石墨烯4-10份、二氧化硅气凝胶颗粒12-15份、纳米空心陶瓷微珠12-15份、膨胀珍珠岩5-8份、白云石6-10份、玻璃纤维10-12份、分散剂5-6份、增稠剂2-4份和碳纤维5-10份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
在本实施例中所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂40份、防腐剂3份、超细轻质碳酸钙粉末1份、石墨烯4份、二氧化硅气凝胶颗粒12份、纳米空心陶瓷微珠12份、膨胀珍珠岩5份、白云石6份、玻璃纤维10份、分散剂5份、增稠剂2份和碳纤维5份，
作为优选，所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述A组分与B组分之间通过聚酰胺胶黏剂进行复合在一起。
作为优选，所述A组分的表面复合有一层聚酰亚胺涂料层。
作为优选，所述A组分的上表面设置一层以上的所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述的B组分还包括有抗裂纤维。
作为优选，所述抗裂纤维与碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线。
本发明还公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在400转/分-600转/分的搅拌速度下搅拌30分钟-40分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1000转/分-1500转/分转速搅拌20分钟-30分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
作为优选，所述步骤(2)中的转速为500转/分。
实施例2：
本实施例公开的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂41份、防腐剂3.5份、超细轻质碳酸钙粉末2份、石墨烯5份、二氧化硅气凝胶颗粒13份、纳米空心陶瓷微珠13份、膨胀珍珠岩6份、白云石7份、玻璃纤维11份、分散剂5份、增稠剂3份和碳纤维6份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
作为优选，所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述A组分的上表面设置一层以上的所述的碳纤维混合布。
实施例3：
本实施例公开的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂44份、防腐剂4份、超细轻质碳酸钙粉末2份、石墨烯7份、二氧化硅气凝胶颗粒13份、纳米空心陶瓷微珠13份、膨胀珍珠岩6份、白云石7份、玻璃纤维11份、分散剂5.5份、增稠剂2.5份和碳纤维7份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
本实施例还公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在580转/分的搅拌速度下搅拌38分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1350转/分转速搅拌28分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
实施例4：
本实施例公开的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂44份、防腐剂4份、超细轻质碳酸钙粉末4份、石墨烯9份、二氧化硅气凝胶颗粒14份、纳米空心陶瓷微珠14份、膨胀珍珠岩7份、白云石9份、玻璃纤维11份、分散剂5.5份、增稠剂3份和碳纤维9份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
作为优选，所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述A组分与B组分之间通过聚酰胺胶黏剂进行复合在一起。
本实施例还公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在550转/分的搅拌速度下搅拌35分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1450转/分转速搅拌25分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
实施例5：
本实施例公开的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂45份、防腐剂5份、超细轻质碳酸钙粉末5份、石墨烯10份、二氧化硅气凝胶颗粒15份、纳米空心陶瓷微珠15份、膨胀珍珠岩8份、白云石10份、玻璃纤维12份、分散剂6份、增稠剂4份和碳纤维10份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
作为优选，所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
作为优选，所述A组分与B组分之间通过聚酰胺胶黏剂进行复合在一起。
作为优选，所述A组分的表面复合有一层聚酰亚胺涂料层。
作为优选，所述的B组分还包括有抗裂纤维。
作为优选，所述抗裂纤维与碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线。
本实施例还公开了一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在600转/分的搅拌速度下搅拌40分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1500转/分转速搅拌30分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线、抗裂纤维组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
本实施例制备的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料增加抗裂纤维提高整体抗皱性。
下面结合上述实施例进行本发明与现有技术的环氧树脂材料的测试，测试结果如下表所示，
Figure BDA0003715852130000081
综上所述，本发明的聚酰胺涂层能很好地增强碳纤维与环氧树脂之间的界面结合力、增强了复合材料的层间韧性、并且大大提高了碳纤维环氧树脂复合材料的综合力学性能，同时不易腐蚀，而且制备简单。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (9)

1.一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：包括相互复合的A组分和B组分，所述的A组分包括按照以下份数配比的原料：环氧树脂40-45份、防腐剂3-5份、超细轻质碳酸钙粉末1-5份、石墨烯4-10份、二氧化硅气凝胶颗粒12-15份、纳米空心陶瓷微珠12-15份、膨胀珍珠岩5-8份、白云石6-10份、玻璃纤维10-12份、分散剂5-6份、增稠剂2-4份和碳纤维5-10份，所述的B组分是由碳纤维线、玻璃纤维线、绝缘纤维进行编织而成的碳纤维混合布。
2.根据权利要求1所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布。
3.根据权利要求1所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述A组分与B组分之间通过聚酰胺胶黏剂进行复合在一起。
4.根据权利要求1所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述A组分的表面复合有一层聚酰亚胺涂料层。
5.根据权利要求1所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述A组分的上表面设置一层以上的所述的碳纤维混合布。
6.根据权利要求1所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的B组分还包括有抗裂纤维。
7.根据权利要求6所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料，其特征在于：所述抗裂纤维与碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线。
8.一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：先将有超细轻质碳酸钙粉末、分散剂、增稠剂和适量的水注入到反应釜中；
步骤(2)：开动搅拌机在400转/分-600转/分的搅拌速度下搅拌30分钟-40分钟；
步骤(3)：继续在该转速下加二氧化硅气凝胶颗粒、纳米空心陶瓷微珠、白云石、膨胀珍珠岩、石墨烯、玻璃纤维和碳纤维，然后以1000转/分-1500转/分转速搅拌20分钟-30分钟；
步骤(4)：继续在该转速下加入环氧树脂和防腐剂，搅拌20分钟以上；
步骤(5)：待搅拌均匀后，将物料放入压合成片状材料，备用；
步骤(6)：所述的碳纤维线、玻璃纤维线组合构成经线，所述的碳纤维线与绝缘纤维组成构成纬线，且通过将经线与纬线编织而成构成所述的碳纤维混合布；
步骤(7)：制备聚酰胺涂料溶液后，将碳纤维混合布浸润聚酰胺涂料溶液后，通过聚酰胺胶黏剂将碳纤维混合布与片状的A组分进行复合在一起，烘干后构成所述的含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料。
9.根据权利要求8所述的一种含聚酰胺涂层的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的转速为500转/分。
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