[发明专利]基于高性能纤维复合材料军工产品外包装的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于高性能纤维复合材料军工产品外包装的制备方法，涉及树脂基复合材料技术领域，本发明以双酚A型环氧树脂或咪唑接枝改性环氧树脂作为基体树脂，以玄武岩纤维、自制复合纤维和芳纶纤维作为纤维增强体，制得新型纤维复合材料；所制纤维复合材料具有质轻、强度高、加工成型简便、弹性优良、耐腐蚀性和耐候性好等特点，可以取代金属合金作为军工产品的外包装材料。

技术领域：

本发明涉及树脂基复合材料技术领域，具体涉及一种基于高性能纤维复合材料军工产品外包装的制备方法。

背景技术：

目前国内广泛应用的纤维复合材料为碳纤维复合材料，碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的纤维材料，但碳纤维多为进口，价格较高，如果复合材料中的纤维全部采用碳纤维，那么无疑就增加了复合材料的加工成本。

现有纤维复合材料除了包含纤维以外，还以树脂作为基体，目前一般采用环氧树脂，但由于纤维的比表面积较小，使得纤维与树脂基体之间的结合较弱，因此会限制纤维高性能的发挥。

玻璃纤维虽然具有耐高温、抗腐蚀、强度高、绝缘性好等特性，但相对于碳纤维来说，重量较大，不利于加工成轻质包装材料。结合现有纤维的优缺点，本领域技术人员联想到通过开发复合纤维来优化纤维复合材料的应用性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于高性能纤维复合材料军工产品外包装的制备方法，通过自制复合纤维来解决采用天然纤维存在多种杂质的问题，所制复合纤维的强度高，并通过玄武岩纤维、复合纤维和芳纶纤维的组合来降低加工成本以及优化复合材料的使用性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

基于高性能纤维复合材料军工产品外包装的制备方法，包括下列操作：

(1)将二氧化钛、氧化锆、氧化钴和氧化钇按比例混合，并加热至熔融状态得到熔体，将熔体连续通过漏板，冷却成型，得到复合纤维；

(2)将玄武岩纤维、上述复合纤维和芳纶纤维混合均匀后加捻成纱，得到纱线；

(3)上述纱线经整经、穿经、织造制成平纹组织的复合纤维布；

(4)将双酚A型环氧树脂、填料、固化剂和促进剂高速混合，得到浸胶液；

(5)将上述复合纤维布匀速通过浸胶液，轧去多余浸胶液，加热固化，得到纤维复合材料。

所述二氧化钛、氧化锆、氧化钴和氧化钇的质量比为50-100:5-20:1-10:1-10。

所述玄武岩纤维、复合纤维和芳纶纤维的质量比为100-150:5-20:5-20。

所述双酚A型环氧树脂、填料、固化剂、促进剂的质量比为50-100:5-20:10-30:0.1-3。

所述填料为粉煤灰、滑石粉、石棉粉、云母粉中的一种。

所述固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的一种。

所述促进剂为三氯化铁、氯化亚锡中的一种。

所述加热固化的温度为100-120℃。

上述技术方案中以双酚A型环氧树脂作为浸胶液的树脂成分，以复合纤维作为纤维增强体，通过浸渍和固化形成树脂基复合材料。树脂基体提供连续的基体相，把增强纤维均匀地分开形成分散相，以使增强纤维在受到反抗性或弯曲等外来作用时，不会失去增强作用。

本发明基于提高树脂基体的强度和模量的目的，对上述双酚A型环氧树脂进行了接枝改性，以1-(2-羟乙基)咪唑作为改性剂，通过环氧基和羟基的反应在环氧树脂上接枝咪唑基，即本发明所要解决的技术问题还可以采用以下的技术方案来实现：