本发明涉及低密度复合材料技术领域，是一种表面复合玻璃纤维的低密度材料及其制备方法。
背景技术：
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料，它可以发挥各种材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良。将复合材料用于大跨径产品，可以从根本上解决大跨径钢制品抗疲劳和耐腐蚀性能较差的问题。复合材料为各向异性材料，其纵向弹性模量和强度远大于其横向弹性模量和强度，在只受轴力的情况下，复合材料本身不存在任何问题，但在锚具中复合材料需要承受弯、剪、偏拉等复合力，会导致复合材料发生局部破坏而过早失效，锚固非常困难。
对于低密度材料而言，通过材料表面复合可以增强局部功能，但是现有技术利用玻璃纤维片材进行表面复合是将玻璃纤维片材先进行热压成型并冷却后再将片材放入模具中最后一次成型，会出现模具和玻璃纤维复合片材不吻合，位置偏移等问题。这样的方法由于可能是干燥时长不充分或切割不均匀或干燥过程中两个产品在融合过程中由于温度不一致，导致产生热应力，后期在使用过程中容易脱层分离。
技术实现要素：
本发明提供了一种表面复合玻璃纤维的低密度材料及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决复合材料粘接不牢固，容易分离的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料处理后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维浸入环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯中的一种或多种进行浸泡，将浸泡后的玻璃纤维放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维共同加热到表面温度为30℃至35℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯中的一种或多种，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料进行干燥后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
优选的，低密度材料的密度为0.05g/cm3至0.53g/cm3。
优选的，步骤1中，低密度材料按下述方法进行处理：将低密度材料依序经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材。
优选的，玻璃纤维采用玻璃纤维布或玻璃纤维片材。
本发明所述表面复合玻璃纤维的低密度材料，其通过采用适宜的粘接温度以及所述粘接处理，使低密度材料与玻璃纤维粘接融合过程中，产生的热应力减小，使玻璃纤维更加牢固地粘接在低密度材料表面，通过所述粘接工艺，能够提高材料的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性和机械强度，并且采用本发明的制备方法能够提高玻璃纤维与低密度材料的粘接牢固度，使玻璃纤维与低密度材料不易分离。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品。本发明中使用的低密度材料可以采用公开号为110229263公开的一种轻质高强高分子材料，也可以采用其它现有公知密度为0.05g/cm3至0.53g/cm3的低密度材料。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维布浸入环氧树脂中浸泡，将浸泡后的玻璃纤维布放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为35℃时，在板材的粘接面均匀涂抹酚醛树脂，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维布粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为70℃的烘箱中干燥10h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例2：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维布浸入酚醛树脂和脲醛树脂的混合体系中的浸泡，将浸泡后的玻璃纤维布放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为31℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂和酚醛树脂的混合体系，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维布粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为85℃的烘箱中干燥6h得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例3：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维布浸入聚胺酯中浸泡，将浸泡后的玻璃纤维布放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为30℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂、酚醛树脂和脲醛树脂的混合体系，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维布粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为90℃的烘箱中干燥5h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例4：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维布浸入环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯的混合体系中浸泡，将浸泡后的玻璃纤维布放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为32℃时，在板材的粘接面均匀涂抹聚胺酯，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维布粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为60℃的烘箱中干燥7h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例5：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维片材依序经环氧树脂、酚醛树脂浸泡，将浸泡后的玻璃纤维片材放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维片材共同加热到表面温度为33℃时，在板材的粘接面均匀涂抹酚醛树脂，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维片材粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为70℃的烘箱中干燥10h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例6：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维片材依序经酚醛树脂和脲醛树脂浸泡，将浸泡后的玻璃纤维片材放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维片材共同加热到表面温度为35℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂和酚醛树脂的混合体系，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维片材粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为85℃的烘箱中干燥6h得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例7：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维片材浸入聚胺酯中浸泡，将浸泡后的玻璃纤维片材放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维片材共同加热到表面温度为34℃时，在板材的粘接面依序均匀涂抹环氧树脂、酚醛树脂和脲醛树脂，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维片材粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为100℃的烘箱中干燥5h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
实施例8：该表面复合玻璃纤维的低密度材料按下述制备方法得到，包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维片材浸入环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯的混合体系中浸泡，将浸泡后的玻璃纤维片材放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维片材共同加热到表面温度为30℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯的混合体系，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维片材粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料在温度为65℃的烘箱中干燥6h后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
对比例1：与实施例1的不同之处在于，步骤3中的板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为25℃。
对比例2：与实施例2的不同之处在于，步骤3中的板材和干燥成型后的玻璃纤维布共同加热到表面温度为40℃。
对比例3：将玻璃纤维片材先进行热压成型并冷却后，再将玻璃纤维片材与低密度材料放入模具中一次成型得到复合材料。
实施例1至8得到表面复合玻璃纤维的低密度材料以及对比例1至3得到的复合材料进行剥离测试，按照“gb-t2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料”执行，实施例1至8得到表面复合玻璃纤维的低密度材料的剥离负荷明显高于对比例的剥离负荷，比如，实施例1得到表面复合玻璃纤维的低密度材料的最大剥离负荷为514n/cm，最小剥离负荷为406n/cm，对比例1得到的复合材料的最大剥离负荷为394n/cm，最小剥离负荷为224n/cm。
本发明所述表面复合玻璃纤维的低密度材料，其通过采用适宜的粘接温度以及所述粘接处理，使低密度材料与玻璃纤维粘接融合过程中，产生的热应力减小，使玻璃纤维更加牢固地粘接在低密度材料表面，通过所述粘接工艺，能够提高材料的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性和机械强度，并且采用本发明的制备方法能够提高玻璃纤维与低密度材料的粘接牢固度，使玻璃纤维与低密度材料不易分离。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
1.一种表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
步骤1：将低密度材料处理后得到板材；
步骤2：将玻璃纤维浸入环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯中的一种或多种进行浸泡，将浸泡后的玻璃纤维放入模具中并干燥成型；
步骤3：将板材和干燥成型后的玻璃纤维共同加热到表面温度为30℃至35℃时，在板材的粘接面均匀涂抹环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂和聚胺酯中的一种或多种，接着将板材与干燥成型后的玻璃纤维粘接得到复合材料；
步骤4：将复合材料进行干燥后得到表面复合玻璃纤维的低密度材料。
2.根据权利要求1所述的表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，其特征在于低密度材料的密度为0.05g/cm3至0.53g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，其特征在于步骤1中，低密度材料按下述方法进行处理：将低密度材料依序经过切割、表面打磨、清洗、水浴超声和干燥后得到板材。
4.根据权利要求1或2所述的表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，其特征在于玻璃纤维采用玻璃纤维布或玻璃纤维片材。
5.根据权利要求3所述的表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法，其特征在于玻璃纤维采用玻璃纤维布或玻璃纤维片材。
6.一种根据权利要求1至5任意一项所述的表面复合玻璃纤维的低密度材料的制备方法制备得到的表面复合玻璃纤维的低密度材料。
技术总结