[发明专利]以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法

说明书

（一） 技术领域

本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法。

（二）背景技术

网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。具有空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点。但是现有的网架结构由于材质的限制，无法用在小尺寸、小维度的空间内。

热固性复合材料以热固性树脂为主要成分，配合以各种必要的添加剂通过交联固化过程成形成的制品。在制造或成型过程的前期为液态，固化后即不溶不熔，也不能再次热熔或软化。常见的热固性树脂有酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不饱和聚酯、醇酸树脂等。热固性复合材料抗压强度大，但是抗拉强度小。加强纤维有很强的抗拉强度，可以弥补热固性塑料这一缺点。而且热固性树脂在固化前为液态，纤维柔韧性高，可以制成任意形状，浸有热固性树脂的纤维束（若干纤维，根据需要决定纤维的数量）在树脂固化前，柔软可变形，固化后变成一刚性杆，具有抗拉、抗压、抗扭性能，因此可以将其应用在网架结构上，实现网架结构用于小尺寸、小维度的空间内的可能。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料及其制备方法，工艺简单、制备方便。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料，其特殊之处在于：以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料为网架结构。

该网架结构制成板状、管状、球状、块状结构。

网架结构的至少一表面由通过从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维编制密实。也可不用编制，直接用作承重构件。

网架结构的基本单元为三角形。这一特性使制造小尺寸、小维度空间的网架变得简单、高效。

所述网架结构、网架结构表面密实结构均为从热固性树脂、促进剂混合物中穿过后经固化剂固化的加强纤维编制而成。

其中，热固性树脂80-100份、促进剂0.2-5份、固化剂0.2-2份，以上为重量份计。

热固性树脂为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂。其中，环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂，氨基塑料为脲醛树脂、蜜胺树脂。

不饱和聚酯树脂为邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型、双酚A型和乙烯基酯型、卤代不饱和聚酯树脂。环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂。缩水甘油醚类环氧树脂为二酚基丙烷型环氧树脂、酚醛多环氧树脂、多羟基酚类缩水甘油醚型环氧树脂、脂族多元醇缩水甘油醚型环氧树脂， 呋喃树脂为糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮—甲醛树脂。

所述加强纤维为聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维。其中，聚酯纤维为聚对苯二甲酸乙二酯纤维、聚对苯二甲酸丁二酯纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维、聚对苯二甲酸-1,4-环己二甲酯纤维、聚-2,6-萘二酸乙二酯纤维、以及多种改性的聚对苯二甲酸乙二酯纤维，玻璃纤维为E-玻璃纤维、C-玻璃纤维、高强玻璃纤维、AR玻璃纤维、A玻璃纤维、E-CR玻璃纤维、D玻璃纤维，碳纤维为碳纤维按原料来源可分为聚丙烯腈基碳纤维、沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、酚醛基碳纤维、气相生长碳纤维。

所述促进剂为脂肪胺促进剂、酸酐促进剂、聚醚胺催化剂、潜伏型催化剂、胺类促进剂、锡类促进剂，其中，脂肪胺促进剂为DMP-30，EP-184，三乙醇胺，酸酐促进剂为BDMA，CT-152x，DBU，聚醚胺催化剂为EP-184，399，潜伏型催化剂为K-61B，CT-152X，胺类促进剂为三乙烯二胺，A-1，A-33，DC-829，锡类促进剂为二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡，CT-E229，固化剂为脂肪族胺类、芳族胺类、酰胺基胺类、潜伏固化胺类、替代物固化剂。其中，脂肪族胺类固化剂为乙烯基三胺DETA、氨乙基哌嗪AE，芳族胺类固化剂为间苯二胺m-PDA MPD、二氨基二苯基甲烷DDM HT-972 DEH-50 ，潜伏固化胺类固化剂为双氰胺。

所述的以纤维为增强材料、以热固性树脂为胶结材料制备的具有空间结构的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

设置固定钩；

在树脂池中添加热固性树脂、促进剂；