[发明专利]一种玻璃纤维增强树脂基复合材料及其制备方法

说明书

本发明的目的是针对于现有矿车耐磨衬板存在的问题，提供了一种玻璃纤维增强树脂基体复合材料及其制备方法，属于树脂复合材料技术领域。本发明的复合材料由以下重量份数的原料制成：玻璃纤维40～60份、树脂40～60份、增韧剂1～10份、引发剂H 1～5份和促进剂E 1～5份。该复合材料具有优良的耐磨性以及良好的韧性抵御矿石的冲击磨损，并且复合材料本身的低密度能够有效减轻衬板重量。整个复合材料制备工艺简单，生产成本低。

技术领域

本发明属于树脂复合材料技术领域，具体涉及一种玻璃纤维增强树脂基体复合材料及其制备方法。

背景技术

对于矿山行业，矿石在开采过程中需要使用矿车进行装载运输，为了避免下落的矿石直接与矿车车箱接触，一般会在车箱内铺设一层耐磨衬板，防止受到来自矿石的冲击以及磨损。由于衬板常用金属材料，因此增加了车箱自重，并降低了车箱使用空间。

树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、可设计性强和耐疲劳性能好的特点，近几十年来广泛用于航空、航天、交通等诸多领域。其中，玻璃纤维是一种用于增强树脂基的材料，玻璃纤维(glass fiber)以石英砂、石灰石、白云石、石蜡等组分并配以纯碱、硼酸等来制备各种玻璃后，经熔融窑融化拉丝而成，有时为简化工艺和获得预期的性能还适当渗入TiO₂、ZrO2、Al₂O₃等氧化物。玻璃纤维增强树脂基复合材料具有轻质高强，疲劳性能、耐久性能和电绝缘性能好等特点。

发明内容

本发明的目的是针对于现有矿车耐磨衬板存在的问题，提供了一种玻璃纤维增强树脂基体复合材料及其制备方法，该复合材料具有优良的耐磨性以及良好的韧性抵御矿石的冲击磨损，并且复合材料本身的低密度能够有效减轻衬板重量。整个复合材料制备工艺简单，生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种玻璃纤维增强树脂基体复合材料，由以下重量份数的原料制成：玻璃纤维40～60份、树脂40～60份、增韧剂1～10份、引发剂1～5份和促进剂1～5份；

所述的玻璃纤维为E-玻璃纤维(无碱玻纤)，其纤度为400～450tex，断裂强度P为1.05～1.15GPa，模量E为66.25～7.10GPa，密度为2.45～2.6g·cm^-3；

所述的树脂为加入固化剂的E44型环氧树脂或加入固化剂的PVC外增韧改性后的酚醛环氧树脂；

所述的增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯，其结构式如下：

所述的引发剂为过氧化环己酮糊(其中过氧化环己酮的质量分数为30％)，促进剂为环烷酸钴-苯乙烯溶液；

所述的环氧树脂固化剂为苯二甲胺、二乙烯三胺或间苯二胺，环氧树脂和环氧树脂固化剂的重量比为100：15～20。

上述的玻璃纤维增强树脂基体复合材料制备步骤如下：

(1)将树脂加热至37～43℃，按比例加入固化剂、引发剂和促进剂搅匀后，再加入增韧剂之后得到环氧树脂体系；

(2)将玻璃纤维与步骤(1)中的树脂体系混合浸胶，浸胶后引入成型模具中进行固化；

(3)固化后进行脱模，既得。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

玻璃纤维本身具有高强度、高模量和低密度等特点，因此，设计出的玻璃纤维增强树脂基体复合材料，具有轻质高强，耐磨损和耐冲击等特点。此外，本发明工艺简单，成品率高，生产成本低廉。

附图说明

图1、实施例1中玻璃纤维增强树脂基体复合材料在准静态拉伸试验下的载荷-位移曲线。