一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114106405A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111409683.2C08K9/04(2006.01)(22)申请日2021.11.20C08K7/10(2006.01)(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人徐明珍任登勋李博徐小茜刘甜(74)专利代理机构北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465代理人崔自京(51)Int.Cl.C08J9/34(2006.01)C08J5/06(2006.01)C08L23/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页(54)发明名称一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，包括制备玄武岩纤维增强聚丙烯树脂单向带和制备玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料。本发明直接采用玄武岩丝束进行单向带制备，避免纤维丝束编制成布的繁琐过程和资源浪费；本发明利用定制的玄武岩纤维表面处理剂，显著提升玄武岩纤维与聚丙烯树脂的界面粘接作用，从而大幅提升复合材料结构强度，通过简单的加工过程即可获得性能优化的蜂窝芯复合材料；本发明采用阻燃型聚丙烯蜂窝芯，可直接获得阻燃性能显著改善的蜂窝芯复合材料。综上，本发明提供的工艺方法过程简单，效率高，且能耗低、绿色环保，具有普适性，易于推广。CN114106405ACN114106405A权利要求书1/2页1.一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备玄武岩纤维增强聚丙烯树脂单向带1)将玄武岩长纤维丝束浸渍于水溶性聚芳醚表面处理剂中，对纤维丝束进行表面预处理；2)将预处理后的玄武岩纤维丝束与聚丙烯树脂胶膜复合，经热熔预浸获得玄武岩纤维增强PP单向带；(2)制备玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料①干燥蜂窝芯：将蜂窝芯置于烘箱中，烘干；②铺层：以玄武岩纤维增强聚丙烯单向带作为上面板和下面板，在模具中依次铺设下面板、胶膜、蜂窝芯、胶膜、上面板，排空面板与胶膜之间的空气；③制真空袋：使用真空袋膜对铺设的材料进行封装；④固化：将步骤③封装好的材料抽真空使真空袋与材料完全贴合，放入热压罐中，然后升温升压进行固化；⑤脱膜：固化完成后，待热压罐自然冷却温度降至60℃以下，对热压罐泄压并取出材料，经脱膜得到玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料。2.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述水溶性聚芳醚表面处理剂的主体溶质结构为：3.根据权利要求2所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性聚芳醚表面处理剂中溶剂为质量分数28％的乙酸水溶液；溶质的质量与溶剂的体积之比为1:5。4.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述玄武岩长纤维丝束与聚丙烯树脂的质量比为42～72：58～28。5.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述热熔预浸温度为80～120℃，热熔预浸传输速度为0.5m～2m/min。6.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述蜂窝芯为阻燃聚丙烯蜂窝芯；所述蜂窝芯的密度为110‑144kg/m3，孔格边长为2.0‑5.0mm，厚度为5‑50mm。7.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤①中所述烘干温度为100‑120℃，烘干时间为2‑16h。8.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述胶膜为半固化环氧树脂胶膜和/或半固化酚醛树脂胶膜，所述胶膜面密度为100‑200g/m2。9.根据权利要求1所述一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述热压罐中压力为0.1‑0.5MPa，热压罐以2‑5℃/min的速率升温至120‑160℃，保持40‑120min完成固化。2CN114106405A权利要求书2/2页10.一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料，其特征在于，由权利要求1‑9任一项所述制备方法制备得到。3CN114106405A说明书1/5页一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及轻质高强复合材料的制备技术领域，具体的说涉及一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料及其制备方法。背景技术[0002]轻质高强树脂基复合材料的应用是轨道交通、武器装备等实现轻量化的最主要和最有效的途径。对材料而言，除要求轻质外，还必须具有更高的强度、模量、韧性、耐疲劳、耐老化、阻燃等性能。