[发明专利]芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物、表面改性处理方法及表面改性复合材料

说明书

本发明提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物，包括以下组分和重量份：芳纶纤维100重量份；邻苯二甲酸酐8.88重量份；改性催化剂17.76重量份；环氧树脂20重量份；固化剂2重量份。较佳地，芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物还包括增韧剂，增韧剂为0.04重量份～0.4重量份。还提供了芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性处理方法以及由此制备的芳纶纤维环氧树脂表面改性复合材料。本发明的芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物制备的改性芳纶纤维环氧树脂复合材料具有良好界面结合状态和优异力学性能，表面改性处理方法简单高效，具有永久改性效果，适于大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及复合材料界面改性与调控技术领域，特别涉及芳纶纤维环氧树脂复合材料界面改性与调控技术领域，具体是指芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物、表面改性处理方法及表面改性复合材料。

背景技术

对位芳纶(PPTA)纤维具有高强高模、耐腐蚀、抗冲击和抗疲劳等优异的性能，在航空航天制造和装甲防护等领域具有广泛应用，是目前抗侵彻复合材料中非常重要的高性能纤维材料。环氧树脂凭借其低成本、稳定的化学性质、耐热耐腐蚀等优点，常用作PPTA纤维增强复合材料的树脂基体。

但是，由于PPTA纤维结晶度高且分子链中缺少极性官能团，导致纤维表面呈化学惰性，与环氧树脂基体的界面粘结性差，直接影响复合材料的整体性能。聚焦工程化需求，开发一种建立适用于芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性的新方法，其简单高效、具有永久改性效果，制备的芳纶纤维环氧树脂表面改性复合材料具有良好界面结合状态和优异力学性能，具有十分重要的实际应用价值。

因此，希望提供一种简单高效且具有永久改性效果的化学改性技术，制备出的芳纶纤维环氧树脂表面改性复合材料具有良好界面结合状态和优异力学性能。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物，采用该表面改性组合物制备的改性芳纶纤维环氧树脂复合材料具有良好界面结合状态和优异力学性能，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性处理方法，采用该表面改性处理方法制备的芳纶纤维环氧树脂表面改性复合材料具有良好界面结合状态和优异力学性能，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性处理方法，其设计巧妙，操作简单高效，具有永久改性效果，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性复合材料，其具有良好界面结合状态和优异力学性能，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，在本发明的第一方面，提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物，其特点是，包括以下组分和重量份：

较佳地，所述芳纶纤维为芳纶纤维平纹编织布；所述邻苯二甲酸酐配制为邻苯二甲酸酐溶液进行使用；所述改性催化剂为无水氯化铝；所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种；或者，所述固化剂为三乙烯四胺。

更佳地，所述邻苯二甲酸酐溶液的溶剂为无水乙醇。

更佳地，所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚。

较佳地，所述芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物还包括增韧剂，所述增韧剂为0.04重量份～0.4重量份。

更佳地，所述增韧剂为氧化石墨烯；或者，所述增韧剂为0.04重量份～0.16重量份。

在本发明的第二方面，提供一种芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性处理方法，其特点是，采用上述的芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性组合物，所述芳纶纤维环氧树脂复合材料表面改性处理方法包括以下步骤：