[发明专利]一种植物纤维增强生物质树脂薄层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种植物纤维增强生物质树脂薄层材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。 

背景技术

目前，复合材料已经在航空航天、地面交通以及社会生活的各个方面都有着非常重要的应用，其增强材料主要为玻璃纤维、芳纶纤维和碳纤维等，这些化学纤维虽然有较高的力学性能，但是也存在能耗高、不可再生和对环境和人有害性等缺点。因此为减少污染、保护环境，同时为应对日益逼近的能源危机和资源约束，植物纤维增强复合材料逐渐成为人们的研究热点。 

参考发明专利1“单项、织物玻璃纤维复合材料及其制备方法”(申请号200810014890.6)，提出在织物和单向玻璃纤维两面覆盖环氧树脂层，然后在一定的压力下，将树脂压入纤维束内，得到薄层复合材料，参考发明专利2“一种胶黏剂及其制备方法暨以该胶黏剂制备的环氧玻璃坯布”(申请号200910218768.5)提出一种胶黏剂的配方设计，以及将该胶黏剂涂覆于玻璃纤维坯布用于电机磁极线圈绝缘。 

发明内容

本发明提供了一种植物纤维增强生物质树脂薄层材料及其制备方法，其目的是发展一种以植物纤维增强生物质树脂的绿色生物质薄层材料，将其用于绿色夹层结构中的界面增强材料，提高复合材料的界面粘接强度，代替现有的玻璃纤维或其它化学纤维界面增强材料，同时也可用其制备绿色复合材料制件，规模化地生产植物纤维增强生物质树脂的绿色复合材料产品，最大程度地提高复合材料中可再生资源所占的比例。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的： 

本发明提出了一种植物纤维增强生物质树脂薄层材料，其特征在于：该种生物质树脂薄层材料是由增强材料和结构粘结剂组成，增强材料占生物质树脂薄层材料的质量份数为10～70％，结构粘结剂占生物质树脂薄层材料的质量份数为30～90％，增强材料是指连续植物纤维织物、无纬布、网格纱或非连续植物纤维无纺布，面密度为20g/m²～300g/m²；结构粘结剂是指生物质松香基环氧树脂预聚物，其化学组成和质量份数为：100份的松香基环氧树脂，其结构如下式所示；10～100份的环氧树脂固化剂；0.5～3份的固化促进剂和10～50份热塑性聚合物。固化剂为甲基纳迪克酸酐、甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、双氰胺或商品牌号为^#594的噁硼杂环硼胺络合物。固化促进剂为DMP-30、三氟化硼单乙胺或1，1’-二甲基-3-苯基脲。热塑性聚合物为酚酞改性聚醚酮、酚酞改性聚醚砜或酚酞改性聚醚酰亚胺，粒度为50目-100目，热塑性聚合物可以作为松香基环氧树脂的增黏剂和增韧剂，调节树脂的黏度，增加成膜性，改善工艺性，提高复合材料的界面粘接强度和韧性。

以上Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为松香基环氧树脂的化学结构。 

植物纤维增强生物质树脂薄层材料的制备方法如下： 

(1)制备增强材料 

以苎麻、亚麻、黄麻、大麻、剑麻或红麻为原料，通过现有技术制备连续植物纤维织物、无纬布、网格纱或非连续植物纤维无纺布，其面密度为20g/m²～300g/m²，收卷后作为增强材料备用。 

(2)制备结构粘结剂 

将100份质量的松香基环氧树脂，10～100份质量环氧树脂固化剂和0.5～5份质量的固化促进剂，10～50份质量热塑性聚合物在40℃～80℃下，高速剪切力混合均匀，冷却后得到生物质松香基环氧质树脂预聚物。 

(3)在预浸设备上，将制备好的生物质松香基环氧质树脂预聚物均匀地涂覆在脱模纸的表面，同时通过加热加压辊将涂覆在脱模纸表面的生物质松香基环氧质树脂预聚物转移到增强材料上，通过控制树脂层的面密度，使生物质松香基环氧质树脂预聚物占它与增强材料质量总和的30～90％，收卷后室温放置或冷藏保存，这样就得到两面用脱模纸保护的植物纤维增强生物质树脂薄层材料 

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明专利做进一步详细说明： 

实施例1： 

用苎麻纤维制备面密度为20g/m²苎麻纤维网格纱。 

将1000克松香基环氧树脂Ⅰ、1000克甲基六氢苯酐、20克三氟化硼单乙胺络合物和500克酚酞改性聚醚酮加入到搅拌釜中，加热到50℃后，高速搅拌20分钟，然后将树脂倒在脱模纸上冷却到室温后冷藏备用。