[发明专利]一种高强度包装复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度包装复合材料的制备方法，尤其是一种以高性能玻璃纤维为增强材料，以环氧树脂为基体的高强度包装复合材料的制备方法。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度等优良的性能，其广泛应用在航空航天等高科技领域。原有的包装材料一般为木质类、塑料类，纤维增强树脂基类复合材料较少用在包装行业。随着包装行业的发展，原有的木质类、塑料类等包装材料已不能满足高强度特殊仪器的包装要求。先进的高性能纤维增强复合材料也开始逐步用于包装行业。大型精密化仪器的出现，对包装材料的要求也越来越高，需要其具有良好的耐冲击、抗挤压、耐磨等性能。目前包装领域的专家们正在研究和开发具有高性能的包装材料。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种高强度包装复合材料的制备方法，本发明保证所制得的包装复合材料具有不同的抗冲击效果，表现出优异的高强耐磨、轻量化等性能。此外在真空灌注成型工艺的过程中，使其具有更高的纤维树脂比、保证树脂充分被利用而不被浪费，最后制得一种成本低、质轻、性价比高、强度高、综合性能优良的包装复合材料，而且整个工艺过程无污染、清洁，适合产业化大规模生产。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高强度包装复合材料的制备方法，包括如下步骤：采用高强度、高性能纤维增强体与热固性树脂基体为原料，采用真空灌注成型工艺方法制备高强度包装复合材料；其中所述的增强体采用高强度高性能的二维织物增强材料、三维织物增强材料中的一种或两种；所述的二维织物增强材料为二维玻璃纤维平纹布，选取其六层为1个单元，采用1-2个单元叠加形成；每层二维织物增强材料浸在成核剂溶液中，得到预制件，每个单元的六层之间通过真空灌注设备往织物内部灌注树脂基体；所述三维织物增强材料采用高强玻璃纤维（购于杭州泰克斯复合材料有限公司）制成的3D六层准正交织物为1个单元，采用1-2个单元叠加形成；3D六层准正交织物之间通过真空灌注设备往织物内部灌注树脂基体；所述树脂基体采用环氧树脂基体（型号雪鹅牌，江苏吴江合力树脂厂）。

所述二维织物增强材料采用玻璃纤维平纹机织布（购于南京玻璃纤维研究设计院)，所述的玻璃纤维平纹机织布的面密度是0.936kg/m²；所述三维织物增强材料的高强玻璃纤维细度为750tex。

所述的三维织物增强材料的高强玻璃纤维制成的3D六层准正交织物的织造方法为：根据经纱和纬纱的强力及细度参数，确定各层经纱和纬纱的交织规律，并设计高强度高性能玻璃纤维机织物的组织图，首先根据各层经纱和纬纱的交织规律画出高强度高性能玻璃纤维机织物的结构示意图；再根据高强度高性能玻璃纤维的机织物的示意图画出3D六层高强度高性能玻璃纤维准正交机织物的组织图、上机图；最后选用SL800半自动织物试样机上织造出3D六层高强度高性能的玻璃纤维准正交机织物。

所述的高强度高性能玻璃纤维机织物的经纱采用750tex的两根高强玻璃纤维在HKV-151B型花色捻线机上制成包缠纱；所述的高强度高性能玻璃纤维机织物的纬纱采用750tex的两根高强玻璃纤维在HKV-151B型花色捻线机上制成包缠纱。

所述真空灌注设备的真空度为-0.08Mpa以下，真空灌注时间15-40min。

所述的成核剂采用直径为20nm的纳米级SiO₂。

本发明的有益效果是：本发明高强度高性能纤维增强复合材料集合了增强体和树脂基体各自的优异性能，具有高强高模、抗冲击等良好的性能，也是发展最有前途的特殊仪器的包装复合材料。新型高强度包装复合材料通常采用的树脂有热固性树脂和热塑性树脂。其中热固性环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，力学性能力学性能。附着力强，固化收缩率小，工艺性好，能与各种固化剂配合制造无溶剂、高固体、粉末涂料及水性涂料等环保型涂料。优良的电绝缘性，稳定性好，环氧固化物的耐热性一般为80～100℃。环氧树脂的耐热性可达200℃或更高。本发明高强度高性能玻璃纤维作为增强材料，利用改变纳米级SiO2含量，改变增强体和树脂基体配比，即可得到不同高强度、抗冲击的高性能包装复合材料。此外，利用真空灌注设备，采用真空灌注成型工艺，提高了树脂利用率。最后制得一种成本低、质轻、性价比高、强度高、综合性能优良的包装复合材料，而且整个工艺过程无污染、清洁，适合产业化大规模生产。

具体实施方式

实施例1