一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料及其制備方法
【技術領域】:
[0001] 本發明涉及一種積層復合材料,特別是涉及一種環氧樹脂積層復合材料及其制備 方法。
【背景技術】:
[0002] 熱固性樹脂基復合材料是目前研宄得最多、應用得最廣的一種復合材料,其具有 質量輕、強度高、模量大、耐腐蝕性好、電性能優異、原料來源廣泛、加工成型簡便、生產效率 高等特點,并具有材料可設計性以及其他一些特殊性能,如減振、消音、透電磁波、隱身、耐 燒蝕等特性,已成為國民經濟、國防建設和科技發展中無法取代的重要材料。在熱固性樹脂 基復合材料中使用最多的樹脂仍然是酚醛樹脂、不飽和聚酪樹脂和環氧樹脂這三大熱固性 樹脂。這三種樹脂的特點各異:酚醛樹脂的耐熱性較高、耐酸性好、固化速度快,但較脆、需 高壓成型;不飽和聚酪樹脂的工藝性好、價格最低,但性能較差;環氧樹脂的粘結強度和內 聚強度高,耐腐蝕性及介電性能優異,不過抗沖擊性能等力學性能不佳。
[0003] 近年來環氧樹脂基復合材料在體育用品中得到很快的發展,例如公開號為 CN102604045A、公開日為20120725、申請人為華東理工大學的中國專利申請公開了"環氧樹 脂組合物及使用其制備膠膜、預浸料、復合材料的方法",利用膠膜法制備單向碳纖維增強 環氧樹脂預浸料,制得提高了力學性能的復合材料,該材料可體育運動器材中。然而,該發 明所得材料應用于滑雪板時會出現抗沖擊性能不夠高、容易發生斷裂的問題,而且該發明 增強環氧樹脂采用的單向碳纖維,成本較高,難以大量推廣。
【發明內容】
:
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料,抗 沖擊性能較高,而且成本較低,易于推廣。
[0005] 為解決上述技術問題,本發明的技術方案是:
[0006] 一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料,其重量份組成為:
[0007] 環氧樹脂 100份, 竹纖維 20~25份, 苧麻纖維 10~16份, 硅烷偶聯劑0.5~1份, 聚酰胺 25~30份, 增韌劑 6~9份, 固化劑 80~85份, 溶劑 15~20份。
[0008] 優選地,本發明所述環氧樹脂為E-44環氧樹脂或E-51環氧樹脂。
[0009] 優選地,本發明所述硅烷偶聯劑為KH550或KH560。
[0010] 優選地,本發明所述聚酰胺為聚酰胺650。
[0011] 優選地,本發明所述增韌劑為DOP或CTBN。
[0012] 優選地,本發明所述固化劑為DDS或2-乙基-4-甲基咪唑。
[0013] 優選地,本發明所述溶劑為乙醇或丙酮。
[0014] 本發明要解決的另一技術問題是提供上述滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材 料的制備方法。
[0015] 為解決上述技術問題,技術方案是:
[0016] -種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料的制備方法,包括以下步驟:
[0017] (1)將竹片洗凈置于NaOH溶液中在80°C下浸泡3小時,水洗后處理成絲狀物,將 該絲狀物在80°C下烘干3小時,得到竹纖維取出備用,將硅烷偶聯劑溶于乙醇的水溶液中 得到混合溶液,將竹纖維、苧麻纖維條置于該混合溶液中在50°C下浸泡2小時,再在80°C下 烘干5小時,得到改性竹纖維、改性苧麻纖維;
[0018] (2)將環氧樹脂、改性竹纖維、改性苧麻纖維、聚酰胺、增韌劑、固化劑、溶劑加入攪 拌釜中攪拌均勻,得到混合料;
[0019] (3)將步驟⑵得到的混合料移至模具中,將該模具置于硫化機上預熱40分鐘,在 70°C下固化4小時,再在IKTC下固化3小時,開模取料放入烘箱真空干燥24小時,得到滑 雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料。
[0020] 優選地,所述步驟(3)中真空干燥時烘箱內的氣壓為0.1 MPa。
[0021] 優選地,所述步驟(3)中真空干燥時烘箱內的溫度為110°C。
[0022] 由上可見,與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:
[0023] 硅烷偶聯劑改變了竹纖維和苧麻纖維的表面性能,改善了竹纖維和苧麻纖維與環 氧樹脂基體之間的相容性、界面結合力、界面黏結強度,這樣當復合材料受到外部載荷作用 時,環氧樹脂基體可將載荷傳遞給竹纖維和苧麻纖維,竹纖維和苧麻纖維起到增強作用并 可抵消載荷在環氧樹脂基體中形成的應力破壞作用,從而提高復合材料的抗沖擊強度、拉 伸強度等力學性能,能夠滿足滑雪板對材料力學性能方面的要求;竹纖維和苧麻纖維機械 性能較好,來源廣泛,廉價易得,可有效降低成本,而且對環境比較友好,易于推廣。
【具體實施方式】:
[0024] 下面將結合具體實施例來詳細說明本發明,在此本發明的示意性實施例以及說明 用來解釋本發明,但并不作為對本發明的限定。
[0025] 實施例1
[0026] 一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料,其重量份組成為:E-44環氧樹脂 100份,竹纖維24份,苧麻纖維14份,KH550 0. 7份,聚酰胺650 28份,DOP 7份,2-乙 基-4-甲基咪唑84份,乙醇18份。
[0027] 其制備方法包括以下步驟:
[0028] (1)將竹片洗凈置于NaOH溶液中在80°C下浸泡3小時,水洗后處理成絲狀物,將 該絲狀物在80°C下烘干3小時,得到竹纖維取出備用,將硅烷偶聯劑溶于乙醇的水溶液中 得到混合溶液,將竹纖維、苧麻纖維條置于該混合溶液中在50°C下浸泡2小時,再在80°C下 烘干5小時,得到改性竹纖維、改性苧麻纖維;
[0029] (2)將E-44環氧樹脂、改性竹纖維、改性苧麻纖維、聚酰胺650、D0P、2-乙基-4-甲 基咪唑、乙醇加入攪拌釜中攪拌均勻,得到混合料;
[0030] (3)將步驟(2)得到的混合料移至模具中,將該模具置于硫化機上預熱40分鐘,在 70°C下固化4小時,再在IKTC下固化3小時,開模取料放入烘箱真空干燥24小時,烘箱內 的氣壓為〇. IMPa,溫度為110°C,得到滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料。
[0031] 實施例2
[0032] 一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料,其重量份組成為:E-51環氧樹脂 100份,竹纖維25份,苧麻纖維15份,KH560 0. 9份,聚酰胺650 27份,DOP 8份,DDS 82 份,丙醇16份。
[0033] 其制備方法包括以下步驟:
[0034] (1)將竹片洗凈置于NaOH溶液中在80°C下浸泡3小時,水洗后處理成絲狀物,將 該絲狀物在80°C下烘干3小時,得到竹纖維取出備用,將硅烷偶聯劑溶于乙醇的水溶液中 得到混合溶液,將竹纖維、苧麻纖維條置于該混合溶液中在50°C下浸泡2小時,再在80°C下 烘干5小時,得到改性竹纖維、改性苧麻纖維;
[0035] (2)將E-51環氧樹脂、改性竹纖維、改性苧麻纖維、聚酰胺650、00?、005、丙醇加入 攪拌釜中攪拌均勻,得到混合料;
[0036] (3)將步驟(2)得到的混合料移至模具中,將該模具置于硫化機上預熱40分鐘,在 70°C下固化4小時,再在IKTC下固化3小時,開模取料放入烘箱真空干燥24小時,烘箱內 的氣壓為〇. IMPa,溫度為110°C,得到滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料。
[0037] 實施例3
[0038] 一種滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料,E-44環氧樹脂100份,竹纖維21份, 苧麻纖維10份,KH560 0. 5份,聚酰胺650 30份,CTBN 6份,2-乙基-4-甲基咪唑83份, 丙醇16份。
[0039] 其制備方法包括以下步驟:
[0040] (1)將竹片洗凈置于NaOH溶液中在80°C下浸泡3小時,水洗后處理成絲狀物,將 該絲狀物在80°C下烘干3小時,得到竹纖維取出備用,將硅烷偶聯劑溶于乙醇的水溶液中 得到混合溶液,將竹纖維、苧麻纖維條置于該混合溶液中在50°C下浸泡2小時,再在80°C下 烘干5小時,得到改性竹纖維、改性苧麻纖維;
[0041] (2)將E-44環氧樹脂、改性竹纖維、改性苧麻纖維、聚酰胺650、CTBN、2-乙 基-4-甲基咪唑、丙醇加入攪拌釜中攪拌均勻,得到混合料;
[0042] (3)將步驟⑵得到的混合料移至模具中,將該模具置于硫化機上預熱40分鐘,在 70°C下固化4小時,再在IKTC下固化3小時,開模取料放入烘箱真空干燥24小時,烘箱內 的氣壓為〇. IMPa,溫度為110°C,得到滑雪板用的新型環氧樹脂積層復合材料。
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