一种玄武岩复合材料及其制备方法

    专利2026-06-13  26


    本发明属于材料,尤其涉及一种玄武岩复合材料及其制备方法。


    背景技术:

    1、玄武岩纤维为一种绿色环保的材料,由于其在生产中的能耗更小,同时,由于较低的成本、优异的力学性能和化学稳定性以及更好的使用温度,近年来广泛应用于石油化工领域、汽车船舶领域、电子机械领域、节能环保领域、航天航空领域、武器装备领域和土建交通领域等多个领域中。

    2、玄武岩纤维布的制备方法一般为,树脂通过溶剂溶解成粘度很低的树脂基体溶液,玄武岩纤维布经过溶液浸渍槽而浸渍上树脂基体溶液,这种方法的设备简单、操作简便且通用性强,但其在生产的过程中要损耗掉相当多的树脂,同时树脂与增强材料的比例难以精确控制,预浸料的均匀程度低,这就导致产品质量的一致性难以保持。此外,由于玄武岩纤维表面较为光滑,纤维与树脂界面结合较差,导致纤维复合材料的力学性能有限;而树脂的可燃性则导致了纤维复合材料的阻燃性能较差,降低了纤维复合材料的使用范围。


    技术实现思路

    1、本发明实施例的目的在于提供一种玄武岩复合材料及其制备方法,旨在解决上述背景技术中提出的问题。

    2、本发明实施例是这样实现的,一种玄武岩复合材料,包括以下按照重量份的原料:玄武岩纤维布700份,酚醛树脂醇溶液200份,稀释剂100份,催化剂醇溶液10-20份。

    3、本发明实施例的另一目的在于,一种玄武岩复合材料的制备方法,包括以下步骤:

    4、步骤1、酚醛树脂醇溶液与稀释剂共混制备a胶液,催化剂醇溶液为b胶液;

    5、步骤2、玄武岩纤维布裁切至所需尺寸,在喷淋装置的持续喷胶下,玄武岩纤维布的上表面均匀喷涂a胶液,翻转后移送至下一处喷淋装置,对翻转后的上表面均匀喷涂b胶液;

    6、步骤3、喷涂后的玄武岩纤维布按a/b胶液面顺序叠放若干层,送至预热炉中,通过预热炉中的机械手对玄武岩纤维布实施机械振动和按压作用力。

    7、步骤4、将预热后的玄武岩纤维布预浸料放入模具中,在热压机中热压。

    8、进一步的技术方案,所述步骤1中的酚醛树脂醇溶液的原料为(重量份):酚醛树脂70-90份,无水乙醇或丙醇5-20份,偶联剂5-10份;

    9、b胶液的原料为:有机酸类催化剂70-90份,甘油或乙二醇10-30份。

    10、进一步的技术方案,在所述步骤1中,a胶液与b胶液的粘度控制在20-200mpa·s。

    11、进一步的技术方案,酚醛树脂为硼酚醛树脂、氨酚醛树脂和钡酚醛树脂中的一种或几种的任意比例的混合物。

    12、进一步的技术方案,酚醛树脂醇溶液中的偶联剂为kh550、kh560和kh570中的一种或几种的任意比例的混合物。

    13、进一步的技术方案,在所述步骤1中,a胶液的稀释剂为无水乙醇、丙酮和乙二醇的一种或几种的任意比例的混合物。

    14、进一步的技术方案,在步骤2和步骤3中,通过控制喷淋装置的喷胶量以及机械手的压力来控制玄武岩纤维布预浸料中的树脂含量。

    15、进一步的技术方案,在所述步骤3中,预热炉的温度为90-110℃。

    16、进一步的技术方案,在所述步骤3中,机械手的挤压频率为5hz,挤压压力为2mpa。

    17、进一步的技术方案,在所述步骤4中,热压机的压力为10mpa,热压温度为100℃-180℃,热压时间为35-60分钟。

    18、本发明实施例提供的一种玄武岩复合材料及其制备方法,其有益效果如下:

    19、(1)通过往玄武岩纤维布上喷涂酚醛树脂和催化剂醇溶液,再通过机械振动和挤压,使树脂基体溶液均匀浸渍玄武岩纤维布,控制了预浸料的厚度与预浸料中树脂的含量,提高纤维布之间的粘接效果,减少树脂含量,有效提高复合材料的阻燃、耐热性能和表面质量;

    20、(2)通过喷涂以及机器传动的方式,使玄武岩纤维布预浸料的生产效率和预浸料产品质量的一致性得以保证;

    21、(3)通过预热炉的预热、热压机的热压以及树脂成分的选用,使制备的玄武岩纤维复合材料具有优异的力学性能和阻燃性能。



    技术特征:

    1.一种玄武岩复合材料,其特征在于,包括以下按照重量份的原料:玄武岩纤维布700份,酚醛树脂醇溶液200份,稀释剂100份,催化剂醇溶液10-20份。

    2.一种玄武岩复合材料的制备方法,基于上述权利要求1所述的玄武岩复合材料,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的酚醛树脂醇溶液的原料为:酚醛树脂70-90份,无水乙醇或丙醇5-20份,偶联剂5-10份;

    4.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,a胶液与b胶液的粘度控制在20-200mpa·s。

    5.根据权利要求3所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,酚醛树脂醇溶液中的酚醛树脂为硼酚醛树脂、氨酚醛树脂和钡酚醛树脂中的一种或几种的任意比例的混合物。

    6.根据权利要求3所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,酚醛树脂醇溶液中的偶联剂为kh550、kh560和kh570中的一种或几种的任意比例的混合物。

    7.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤1中,a胶液的稀释剂为无水乙醇、丙酮和乙二醇的一种或几种的任意比例的混合物。

    8.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,预热炉的温度为90-110℃。

    9.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤3中,机械手的挤压频率为5hz,挤压压力为2mpa。

    10.根据权利要求2所述的玄武岩复合材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤4中,热压机的压力为10mpa,热压温度为100℃-180℃,热压时间为35-60分钟。


    技术总结
    本发明适用于材料技术领域,提供了一种玄武岩复合材料,包括以下原料:玄武岩纤维布700份,酚醛树脂醇溶液200份,稀释剂100份,催化剂醇溶液10‑20份;其制备方法包括以下步骤:酚醛树脂醇溶液与稀释剂共混制备A胶液,催化剂醇溶液为B胶液;玄武岩纤维布裁切后,在喷淋装置的持续喷胶下,玄武岩纤维布的上表面均匀喷涂A胶液,翻转玄武岩纤维布,然后对翻转后的上表面均匀喷涂B胶液;喷涂后的玄武岩纤维布按A/B胶液面顺序叠放若干层,送至预热炉中,通过预热炉中的机械手对玄武岩纤维布实施机械振动和按压作用力;将预热后的玄武岩纤维布预浸料放入模具中,在热压机中热压。所制备的复合材料产品一致性好,具有优异的力学性能和阻燃性能。

    技术研发人员:李全明,窦艳丽,房圣博,郑伟涛
    受保护的技术使用者:吉林大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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