專利名稱：一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料及其制備方法，屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，復(fù)合材料已經(jīng)在航空航天、地面交通以及社會(huì)生活的各個(gè)方面都有著非常重要的應(yīng)用，其增強(qiáng)材料主要為玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維等，這些化學(xué)纖維雖然有較高的力學(xué)性能，但是也存在能耗高、不可再生和對環(huán)境和人有害性等缺點(diǎn)。因此為減少污染、 保護(hù)環(huán)境，同時(shí)為應(yīng)對日益逼近的能源危機(jī)和資源約束，植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。參考發(fā)明專利1 “單項(xiàng)、織物玻璃纖維復(fù)合材料及其制備方法”(申請?zhí)?200810014890. 6)，提出在織物和單向玻璃纖維兩面覆蓋環(huán)氧樹脂層，然后在一定的壓力下，將樹脂壓入纖維束內(nèi)，得到薄層復(fù)合材料，參考發(fā)明專利2“一種膠黏劑及其制備方法暨以該膠黏劑制備的環(huán)氧玻璃坯布”(申請?zhí)?00910218768. 5)提出一種膠黏劑的配方設(shè)計(jì)， 以及將該膠黏劑涂覆于玻璃纖維坯布用于電機(jī)磁極線圈絕緣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料及其制備方法，其目的是發(fā)展一種以植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂的綠色生物質(zhì)薄層材料，將其用于綠色夾層結(jié)構(gòu)中的界面增強(qiáng)材料，提高復(fù)合材料的界面粘接強(qiáng)度，代替現(xiàn)有的玻璃纖維或其它化學(xué)纖維界面增強(qiáng)材料，同時(shí)也可用其制備綠色復(fù)合材料制件，規(guī)?；厣a(chǎn)植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂的綠色復(fù)合材料產(chǎn)品，最大程度地提高復(fù)合材料中可再生資源所占的比例。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提出了一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于該種生物質(zhì)樹脂薄層材料是由增強(qiáng)材料和結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑組成，增強(qiáng)材料占生物質(zhì)樹脂薄層材料的質(zhì)量份數(shù)為10 70%，結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑占生物質(zhì)樹脂薄層材料的質(zhì)量份數(shù)為30 90%，增強(qiáng)材料是指連續(xù)植物纖維織物、無緯布、網(wǎng)格紗或非連續(xù)植物纖維無紡布，面密度為20g/m2 300g/ m2 ；結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑是指生物質(zhì)松香基環(huán)氧樹脂預(yù)聚物，其化學(xué)組成和質(zhì)量份數(shù)為100份的松香基環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)如下式所示；10 100份的環(huán)氧樹脂固化劑；0. 5 3份的固化促進(jìn)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(huán)硼胺絡(luò)合物。固化促進(jìn)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、酚酞改性聚醚砜或酚酞改性聚醚酰亞胺，粒度為50目-100目，熱塑性聚合物可以作為松香基環(huán)氧樹脂的增黏劑和增韌劑，調(diào)節(jié)樹脂的黏度，增加成膜性，改善工藝性，提高復(fù)合材料的界面粘接強(qiáng)度和韌性。
權(quán)利要求
1.一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于該種生物質(zhì)樹脂薄層材料是由增強(qiáng)材料和結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑組成，增強(qiáng)材料占生物質(zhì)樹脂薄層材料的質(zhì)量份數(shù)為10 70%， 結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑占生物質(zhì)樹脂薄層材料的質(zhì)量份數(shù)為30 90%，增強(qiáng)材料是指連續(xù)植物纖維織物、無緯布、網(wǎng)格紗或非連續(xù)植物纖維無紡布，結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑是指生物質(zhì)松香基環(huán)氧樹脂預(yù)聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于增強(qiáng)材料的面密度為20g/m2 300g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑所指的生物質(zhì)松香基環(huán)氧樹脂預(yù)聚物的化學(xué)組成和質(zhì)量份數(shù)為松香基環(huán)氧樹脂 100份環(huán)氧樹脂固化劑 10 100份固化促進(jìn)劑0. 5 3份熱塑性聚合物 10 50份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于環(huán)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(huán)硼胺絡(luò)合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于固化促進(jìn)劑為DMP-30、三氟化硼單乙胺或1，1’ - 二甲基-3-苯基脲。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料，其特征在于熱塑性聚合物為酚酞改性聚醚酮、酚酞改性聚醚砜或酚酞改性聚醚酰亞胺，粒度為50目-100目。
7.一種用于上述權(quán)利要求1所述的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料的制備方法，其特征在于該方法的步驟是(1)制備增強(qiáng)材料以苧麻、亞麻、黃麻、大麻、劍麻或紅麻為原料，通過現(xiàn)有紡織技術(shù)制備連續(xù)植物纖維織物、無緯布、網(wǎng)格紗或非連續(xù)植物纖維無紡布，面密度為20g/m2 300g/m2，收卷后作為增強(qiáng)材料備用。(2)制備結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑將按比例稱取的松香基環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂固化劑、固化促進(jìn)劑和熱塑性聚合物混合后，在一定的溫度下，通過高速剪切力使混合物混合均勻，冷卻后得到生物質(zhì)松香基環(huán)氧質(zhì)樹脂預(yù)聚物。(3)在預(yù)浸設(shè)備上，將制備好的生物質(zhì)松香基環(huán)氧質(zhì)樹脂預(yù)聚物均勻地涂覆在脫模紙的表面，同時(shí)通過加熱加壓輥將涂覆在脫模紙表面的生物質(zhì)松香基環(huán)氧質(zhì)樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移到增強(qiáng)材料上，生物質(zhì)松香基環(huán)氧質(zhì)樹脂預(yù)聚物占它與增強(qiáng)材料質(zhì)量總和的30 90%，收卷后室溫放置或冷藏保存，這樣就得到兩面用脫模紙保護(hù)的植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料。
全文摘要
本發(fā)明是一種植物纖維增強(qiáng)生物質(zhì)樹脂薄層材料及其制備方法，該種薄層材料用于樹脂基復(fù)合材料的界面增強(qiáng)或直接用于制備生物質(zhì)復(fù)合材料。其中，結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑的主要制備過程為將100份質(zhì)量的松香基環(huán)氧樹脂，10～100份質(zhì)量環(huán)氧樹脂固化劑和0.5～5份質(zhì)量的固化促進(jìn)劑，10～50份質(zhì)量熱塑性聚合物在40℃～80℃下，高速剪切力混合均勻。增強(qiáng)材料包括連續(xù)植物纖維織物、無緯布和網(wǎng)格紗，以及非連續(xù)植物纖維無紡布，其通過預(yù)浸裝備連續(xù)地預(yù)浸質(zhì)量含量為30％～90％的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑，制備得到一種植物纖維附載生物質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者仝建峰, 何先成, 劉燕峰, 劉青曼, 包建文, 益小蘇 申請人:中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司