[发明专利]一种缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料

说明书

本发明公开了一种缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料，所述纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料按照重量份数由50‑100份环氧树脂、10‑60份环氧固化剂、0‑30份环氧稀释剂、0‑30份无机填料和50‑250份纤维材料组成，采用缠绕机通过纤维缠绕成型技术获得缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子板材或制件。该纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料具有非常强的可设计性、出色的成型能力和优异的力学性能，同时也具备类玻璃高分子及其纤维复合材料可释放形变应力、自修复可拆解和可再加工等特性。

技术领域

本发明属于高分子及纤维增强高分子材料领域，涉及缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料。

背景技术

纤维增强热固性聚合物复合材料因轻质高强、出色的机械性能、优异的结构稳定性、介电性能好、可设计性强和容易成型加工等优点，在航空航天、轨道交通、运动器材和风力发电等领域得到了广泛的应用。环氧作为一种最为常用的热固性聚合物在纤维复合材料中占据着难以取代的重要地位。然而环氧聚合物及纤维增强环氧聚合物复合材料在固化成型之后，形成三维(体型)交联网络结构，无法像热塑性或金属一样实现修复、拆解、再加工成型或可循环利用。

在本发明中，为了赋予三维交联的环氧聚合物及纤维增强环氧聚合物可修复、可拆解、可再加工成型或可循环利用的特性，设计了环氧类玻璃高分子(vitrimer)。借助于三维交联网络中可逆交换动态键的引入，环氧类玻璃高分子(vitrimer)及纤维增强环氧类玻璃高分子具有传统环氧聚合物及纤维增强传统环氧聚合物结构稳定、力学性能出色、耐化学腐蚀和工艺性能优异等优点，同时也具有热塑性聚合物及纤维增强热塑性聚合物可修复、可拆解、可再加工成型或可循环利用的特性。

然而，受环氧类玻璃高分子的配方和工艺性能限制，现有纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料的成型方式以手糊成型或模压成型为主，尚未有采用缠绕成型技术制备纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料的先例。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料，该纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料具有非常强的可设计性、出色的成型能力和优异的力学性能，同时也具备类玻璃高分子(vitrimer)及其纤维复合材料可释放形变应力、自修复可拆解和可再加工等特性。

为了达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料，所述纤维增强环氧类玻璃高分子复合材料按照重量份数由50-100份环氧树脂、10-60份环氧固化剂、0-30份环氧稀释剂、0-30份无机填料和50-250份纤维材料组成，采用缠绕机通过纤维缠绕成型技术获得缠绕成型的纤维增强环氧类玻璃高分子板材或制件。

进一步的技术方案为，所述环氧树脂选自二元缩水甘油醚、二元缩水甘油酯、多元缩水甘油醚或多元缩水甘油酯中的任意一种。

进一步的技术方案为，所述环氧固化剂为二氨基二苯胺二硫醚。

进一步的技术方案为，所述环氧稀释剂为单缩水甘油醚、单缩水甘油酯、低粘度二缩水甘油醚或低粘度二缩水甘油酯中的一种或多种。

进一步的技术方案为，所述无机填料尺寸在1nm-100um之间。

进一步的技术方案为，所述纤维材料选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维或石英纤维中的一种或多种，其形态包括纱状或带状材料。