[发明专利]一种耐热不饱和树脂复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种耐热不饱和树脂复合材料及其制备方法和应用。本发明将石墨烯和芳纶纤维配合使用，用于提升不饱和树脂材料的耐热能和强度性能。实施例结果表明，本发明提供的耐热不饱和树脂复合材料可耐110℃的高温，室温强度达到600～750MPa，50℃下的强度仍能保持在550～720MPa，可用于石油工业领域。

技术领域

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种耐热不饱和树脂复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

不饱和树脂是指由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的含有不饱和双键的高分子化合物，该类化合物具有较好的耐热，拉伸强度、压缩强度和弯曲强度较好，是应用较为广泛的一种高分子材料。随着工业技术的不断发展，各个领域对材料的轻量化性能需求逐渐增强，为此，研究者利用芳纶纤维对不饱和树脂进行性能改进，得到了具有密度小、强度高的复合材料，并在航空、航天和汽车领域的轻量化研究领域产生了不可替代的作用。

虽然目前的不饱和树脂复合材料已经具有优异的质轻性能，但材料的耐热性能不理想，难以应用于石油工业生产领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热不饱和树脂复合材料及其制备方法和应用，本发明提供的不饱和树脂复合材料具有优异的耐高温性能，可满足石油工业生产工况对材料性能的需求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种耐热不饱和树脂复合材料，包括以下质量份的组分：不饱和树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和芳纶纤维30～50份。

优选的，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；

所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。

优选的，所述改性石墨烯的制备方法包括：

将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料；

将所述混合料依次进行超声混合、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。

优选的，所述芳纶纤维由芳纶纤维原料通过依次进行的超临界二氧化碳改性和等离子体处理得到。

优选的，所述超临界二氧化碳改性的方法包括：

将芳纶纤维原料与甲苯二异氰酸酯分开放置，然后在超临界二氧化碳气氛中静置，得到超临界二氧化碳改性的芳纶纤维。

优选的，对芳纶纤维原料进行等离子体处理时，所述等离子体处理的功率为65～75W，放电气体压强为40～50Pa。

优选的，所述不饱和树脂基体的制备原料包括不饱和树脂、UV树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂；

所述不饱和树脂包括双酚A型聚酯树脂；

所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯；

所述阻聚剂包括对苯醌；

所述阻燃剂包括氧化镁。

本发明还提供了上述技术方案所述耐热不饱和树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括不饱和树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与芳纶纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐热不饱和树脂复合材料。

优选的，石墨烯为改性石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将不饱和树脂基体的制备原料混合熔融，得到树脂熔料；