[发明专利]一种UHMWPE纤维/热固型环氧树脂高强抗弯折复合板的制备方法

说明书

本发明公开了一种UHMWPE纤维/热固型环氧树脂高强抗弯折复合板的制备方法，采用UHMWPE短纤维纱制成机织物，经表面化学处理和偶联剂处理后，在常温下真空导入热固型环氧树脂/固化剂混合液，并压制成型，可制成具有超过拉伸断裂强度、超高抗侧击弯折性能的复合板。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种UHMWPE纤维/热固型环氧树脂高强抗弯折复合板的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维，英文名称为Ultra High Molecular WeightPolyethylene Fiber， 简称UHMWPE纤维，又称高强高模聚乙烯纤维。该纤维具有以下优点，从而决定了它是一种很好的复合材料的增强体材料：（1）高比模量、高比强度：UHMWPE纤维与碳纤维、芳纶纤维并称三大高强纤维。同等质量下，其断裂强度达到涤纶纤维和优质钢的10倍以上。同时，UHMWPE纤维断裂伸长低、断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割性。（2）质量轻，稳定性好：UHMWPE纤维比重仅有0.97g/cm3，可浮于水面，是目前世界上最轻的高性能纤维。UHMWPE纤维的抗紫外线和抗低温能力强，并且不溶于普通溶剂，化学性能稳定。使用UHMWPE纤维研制高强抗弯折复合板，需要解决以下几个技术问题：（1）UHMWPE纤维的熔点低，140℃~150℃就会发生丧失其高强性能，因此制备复合材料时需要克服温度难关，或者设法增强纤维的耐高温性能，或者制备加工中避免高温。（2）UHMWPE纤维的回潮率仅为0.03%，基本不吸水；也不易与其他溶剂结合，相容性差，这就会影响其与基材的有机结合。（3）UHMWPE纤维高比模量，采用UHMWPE长丝纤维直接复合，制成的板材抗弯折性差。

发明内容

本发明目的是提供一种UHMWPE纤维/热固型环氧树脂高强抗弯折复合板的制备方法，解决上述问题。

本发明的技术方案是：

一种UHMWPE纤维/热固型环氧树脂高强抗弯折复合板的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备UHMWPE短纤维纱机织物：选用UHMWPE短纤维制成单纱或股线，再制成机织物；

（2）织物前处理：将所述机织物浸润于丙酮溶液中，超声振荡处理3h~5h，然后用水清洗5~10次，再经70℃烘燥10h，制成去渍织物；

（3）氧化改性处理：按浴比1:20，将所述去渍织物置于氧化溶液中，超声振荡3h~5h，然后用水清洗5~10次，再经70℃烘燥10h，制成粗表面织物；

（4）偶联剂改性处理：按浴比1:20，将所述粗表面织物置于偶联剂溶液中，超声器振荡3h~5h，然后用水清洗5~10次，再经70℃烘燥10h，制成表面附着偶联剂织物；

（5）复合板制备：

a.选用厚度为0.1mm~0.3mm 的PU薄膜，剪成两个方形，长宽在50cm~80cm范围内，取其中一个方形PU薄膜铺设于制备台板上，并与台板固定，制成底板；

b.选用厚度为0.5mm~2mm高粘度密封胶，剪成宽度为1cm~1.5cm的长条，沿所述底板四周粘贴固定；

c.将所述表面附着偶联剂织物剪成方形，长宽尺寸比所述底板小15cm~20cm，将所述表面附着偶联剂织物铺设于所述底板中间区域，所述表面附着偶联剂织物的边沿距离底板的边沿7.5cm~10cm，将所述表面附着偶联剂织物与所述底板粘接，制成样品；

d.选用厚度为0.1mm~0.3mm、由聚四氟乙烯纤维制成的平纹织物，剪成方形，长宽比所述样品大2cm~4cm，制成分离布，将所述分离布覆盖于所述样品上方，其四周超出所述样品1cm~2cm；