[发明专利]一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、包含PLA的纤维预制体的制备

将PLA纤维均匀平行排布于纤维布层间，且保持PLA平直状态，制备包含PLA的纤维预制体；

Vitrimer环氧树脂液的制备

以环氧化合物和酸酐或多元羧酸为原料，金属化合物为固化交联反应的催化剂，分别加热熔化并冷却至60~90℃后，混合搅拌均匀，得到Vitrimer环氧树脂液；

所述环氧化合物为缩水甘油酯、缩水甘油醚和缩水甘油胺中的一种或几种；

S2、包含PLA的纤维增强复合材料层合板的制备

通过VARI或RTM工艺，在0.1~0.5MPa压力下，将S1制得的Vitrimer环氧树脂液注入S1制得的包含PLA的纤维预制体中，固化交联，制得包含PLA的纤维增强复合材料层合板；

S3、微脉管的形成

将S2制得的层合板在真空条件下，且于180~200℃中保温至PLA纤维降解，在复合材料层合板中形成微脉管；

S4、在S3形成的微脉管中分别注入修复剂和/或固化剂，封堵微脉管两端孔洞，制得Vitrimer环氧树脂与PLA微脉管双重自修复纤维增强树脂基复合材料。

2.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述PLA纤维的直径为100~1000μm，PLA纤维按单根或两根为一组的方式均匀平行排布，相邻两组的间距为2~10mm，且两根为一组时，每组内PLA纤维间距为1~2mm。

3.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述金属化合物为含有锌、镁、钙、钴、锡、钛或锆的金属盐，且金属化合物与环氧化合物中的环氧基团的摩尔比为0.01~0.1:1。

4.根据权利要求3所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述酸酐为戊二酸酐、邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢-4-甲基邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢-3-甲基邻苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐和六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐中的一种或几种，且环氧化合物中的环氧基团与酸酐基团的摩尔比为1:1。

5.根据权利要求3所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述多元羧酸为草酸、癸二酸和己二酸中的一种或多种，且环氧化合物中的环氧基团与多元羧酸中的羧基的摩尔比为1:2。

6.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，Vitrimer环氧树脂液注入包含PLA的纤维预制体之前，首先在真空压力为0.095~0.1MPa条件下静置脱泡20~30min去除树脂液中的气体。

7.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述固化交联的条件是先在140~150℃下固化3~5h，再在160~180℃下固化2~10h。

8.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S4中，所述修复剂为含有缩水甘油基的环氧树脂；所述固化剂为乙二胺、己二胺、多乙烯多胺、间苯二胺、4,4’二胺基二苯基甲烷、聚酰胺、聚醚胺和酚醛胺中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的双重自修复纤维增强树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述纤维布为碳纤维布、玻璃纤维布、植物纤维布或芳纶纤维布。

10.根据权利要求1~9任一项制备方法制得的双重自修复纤维增强树脂基复合材料。