[发明专利]玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法

权利要求书

1.玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末；

（2）、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中，然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理，制备成分散均匀的悬浮液；

（3）、称量一定重量的环氧树脂加热至软化温度以上，使其处于熔融流动状态；

（4）、将熔融的环氧树脂加入悬浮液中，使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀，形成石墨烯环氧树脂复合液；

（5）、将玻璃纤维按照以下步骤进行预处理：放入温度为30℃的50 m L 40% 的丙酮溶液中浸泡20 min后，用蒸馏水清洗除油；除油后的玻璃纤维织物浸泡于50 mL浓度为40 g/L的氢氧化钠粗化溶液中30 min后清洗，温度维持在60℃；将粗化好的玻璃纤维织物在35℃放入到50 m L 30 g/L的敏化液SnCl₂中20 min后，清洗；将敏化后的玻璃纤维织物放入50mL 0.1 g/L的活化液Pd Cl₂溶液中，在30℃中保持20 min，最后用蒸馏水清洗；

（6）、预处理后的玻璃纤维放入石墨烯环氧树脂复合液中充分浸润；

（7）、将正电极和负电极分别埋设在板材制作模具内侧壁的对角位置，留出接线端子；

（8）将步骤（4）中的石墨烯环氧树脂复合液倒入板材制作模具内，采用振动法排出气泡，直到达到设计厚度；

（9）、复合液在板材制作模具内依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段后形成板材，正电极和负电极粘附到板材上并与板材一体脱模；

（10）、将板材冷却放置一定时间后，按照一定的支撑方法，采用中心加载法对板材进行加载压力，正电极和负电极连接数字电阻仪，数字电阻仪测量出加载力与电阻率变化曲线，完成该板材压力传感标定测量。

2.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法，其特征在于：步骤（2）中的石墨烯粉末的重量为步骤（3）中熔融的环氧树脂重量的0.3%。

3.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法，其特征在于：步骤（1）中采用先掺法加入石墨烯，石墨烯采用多层石墨烯，多层石墨烯原料的规格为直径<2μm、厚度为1-5nm、比表面积为500m²/g、密度2-2.25g/ml、导热系数>3000w/m·K、导电性>10⁷S/m。

4.根据权利要求2所述的玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法，其特征在于：熔融的环氧树脂的软化点在70°C及以下，环氧树脂的环氧值为0.50eq/100g。

5.根据权利要求1所述的玻璃纤维增强环氧树脂板材的制作及受力测定方法，其特征在于：步骤（4）中的石墨烯环氧树脂复合液也可以用还原法制备；

还原法制备石墨烯环氧树脂复合液过程为：

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯；将3g石墨粉和1g硝酸钠加入装有69 mL浓硫酸的三口烧瓶中，冰水浴中搅拌下缓慢加入12g高锰酸钾，在10℃以下反应1h；升温至35℃，继续搅拌2h，缓慢加入120 mL去离子水,使体系温度升高到95℃，维持30 min，加入大量蒸馏水稀释，倒入30%H₂O₂至没有气泡产生，趁热过滤，并用体积比为1∶10的HCl溶液洗涤过滤后的滤饼，采用BaCl₂检测，直至滤液中无SO₄，滤饼干燥得到氧化石墨；将氧化石墨溶于水中，超声使之完全分散；得到氧化石墨烯；

将50g环氧树脂和25g丙二醇甲醚加入到三口烧瓶中，升温至80℃，搅拌下缓慢滴加10.5g二乙醇胺，反应2h；然后降温至60℃，滴加20%的醋酸溶液反应30min，然后缓慢加入蒸馏水快速搅拌乳化得阳离子型酚醛乳液；

将氧化石墨烯加入环氧树脂乳液中，搅拌超声1h，在60℃下保温3h，然后继续超声30min，过滤，得氧化石墨烯环氧树脂复合液。