專利名稱:一種玻璃布∕改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種預(yù)浸料的制備方法。
背景技術(shù):
預(yù)浸料是復(fù)合材料制備過程中重要中間材料,其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響最終制品復(fù)合材料的質(zhì)量。在預(yù)浸料的制備過程中,成型的工藝方法和條件直接影響制品的質(zhì)量。有機硅樹脂復(fù)合材料廣泛應(yīng)用在航空航天等領(lǐng)域,對其質(zhì)量要求更為嚴(yán)格。目前采用預(yù)浸料成型工藝制備的有機硅樹脂復(fù)合材料存在高溫條件下耐熱性能差,并且采用預(yù)浸料成型制備過程中也存在溶液大量浪費,制備預(yù)浸料質(zhì)量和性能較差,限制了有機硅樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有存在有機硅樹脂復(fù)合材料制備過程中耐熱性差的問題,而提供一種玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法。本發(fā)明的一種玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法是按照以下步驟進行一、改性有機硅樹脂溶液過程在冰浴條件下,將硝酸鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98. 3%的硫酸按質(zhì)量體積比為Ig 50mL的比例混合均勻,得混合溶液;再將石墨粉體與混合溶液按質(zhì)量體積比為Ig 20mL的比例混合均勻,然后在超聲頻率為40KHz、功率為IOOOw的條件下,超聲f I. 5h后,得反應(yīng)液A ;再以IOOmL / min的速度向反應(yīng)液A中滴加蒸餾水,然后加熱至90°C 100°C保持3h后,得反應(yīng)液B ;向反應(yīng)液B中加入混劑,得混液;再用體積百分含量為10%的鹽酸在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心洗滌混液5次,收集固相物,再向收集的固相物中加入N,N-二甲基二氯酰胺,在超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下,超聲4 5h后,在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心l(T20min,收集沉淀,冷凍干燥,得氧化石墨烯;將氧化石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的有機硅樹脂乙醇溶液按質(zhì)量比為I :50的比例混合均勻,然后在溫度為-10°C 5°C、超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下超聲分散:T4h,得到改性有機硅樹脂溶液;二、玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料制備過程取玻璃布放入熱處理爐中,在溫度為300°C的條件下處理O. 5h,然后將步驟一得到的改性有機硅樹脂溶液加到玻璃布表面,通過擠膠輥擠壓處理后,再除去玻璃布表面殘余的改性有機硅樹脂溶液,然后放入固化爐中,進行梯度固化,最后收卷,得到玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料;其中步驟一中所述的反應(yīng)液與蒸餾水的體積比為I :2 ;步驟一中所述的混劑是由體積百分含量為30%的雙氧水和蒸餾水按體積比為I :50的比混合而成,混劑與反應(yīng)液B的體積比為I :4 ;步驟一中所述的體積百分比含量為10%的鹽酸與混液的體積比為I :5 ;步驟一中所述的固相物與N, N-二甲基二氯酰胺的質(zhì)量體積比為Ig =IOOmL的比例混合而成;步驟二中所述的擠膠輥上下兩滾之間距離(Tlcm ;步驟二中所述的玻璃布從放入熱處理爐至最后收卷的運行速度為 20 30min / lm。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明通過加入氧化石墨烯,提高材料的耐熱性。由于氧化石墨烯表面的羥基和羧基等基團與甲基硅樹脂的羥基相互作用,形成大分子鏈,使甲基硅樹脂在受熱的條件下不容易分解。這樣經(jīng)過氧化石墨烯改性后,甲基硅樹脂的耐熱性提高了。本發(fā)明制備的玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料浸潰充分,降低缺陷。本發(fā)明適合工業(yè)化生產(chǎn),制備過程中,剩余的溶液可以重復(fù)利用,不污染環(huán)境。本發(fā)明在預(yù)浸料制備過程,樹脂滴落在玻璃布表面,在通過擠膠輥擠壓樹脂溶液進入玻璃布表面,這樣既可以使樹脂充分浸潰玻璃布,也最大限度的使樹脂不浪費。通過梯度固化爐中固化,可以使樹脂溶液中溶劑和小分子充分揮發(fā),體系反應(yīng)完全,制備的預(yù)浸料缺陷少(也就是氣泡最少)。另外通過梯度固化節(jié)約能源,提高生產(chǎn)效率。
圖I為玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料流程圖;其中I為玻璃布,2為熱處理爐,3為改性有機娃樹脂溶液,4為膠槽,5為膠棍,6為固化爐。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
,還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式的一種玻璃布/改性有機娃樹脂預(yù)浸料的制備方法是按照以下步驟進行一、改性有機硅樹脂溶液過程在冰浴條件下,將硝酸鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98. 3%的硫酸按質(zhì)量體積比為Ig 50mL的比例混合均勻,得混合溶液;再將石墨粉體與混合溶液按質(zhì)量體積比為Ig 20mL的比例混合均勻,然后在超聲頻率為40KHz、功率為IOOOw的條件下,超聲f I. 5h后,得反應(yīng)液A ;再以IOOmL / min的速度向反應(yīng)液A中滴加蒸餾水,然后加熱至90°C 100°C保持3h后,得反應(yīng)液B ;向反應(yīng)液B中加入混劑,得混液;再用體積百分含量為10%的鹽酸在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心洗滌混液5次,收集固相物,再向收集的固相物中加入N,N-二甲基二氯酰胺,在超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下,超聲4 5h后,在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心l(T20min,收集沉淀,冷凍干燥,得氧化石墨烯;將氧化石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的有機硅樹脂乙醇溶液按質(zhì)量比為I :50的比例混合均勻,然后在溫度為-10°C 5°C、超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下超聲分散3 4h,得到改性有機硅樹脂溶液;二、玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料制備過程取玻璃布放入熱處理爐中,在溫度為300°C的條件下處理O. 5h,然后將步驟一得到的改性有機硅樹脂溶液加到玻璃布表面,通過擠膠輥擠壓處理后,再除去玻璃布表面殘余的改性有機硅樹脂溶液,然后放入固化爐中,進行梯度固化,最后收卷,得到玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料;其中步驟一中所述的反應(yīng)液與蒸餾水的體積比為I :2 ;步驟一中所述的混劑是由體積百分含量為30%的雙氧水和蒸餾水按體積比為I :50的比混合而成,混劑與反應(yīng)液B的體積比為I :4 ;步驟一中所述的體積百分比含量為10%的鹽酸與混液的體積比為I :5 ;步驟一中所述的固相物與N, N-二甲基二氯酰胺的質(zhì)量體積比為Ig =IOOmL的比例混合而成;步驟二中所述的擠膠輥上下兩滾之間距離(Tlcm ;步驟二中所述的玻璃布從放入熱處理爐至最后收卷的運行速度為 20 30min / lm。本實施方式具有以下有益效果本實施方式通過加入氧化石墨烯,提高材料的耐熱性。由于氧化石墨烯表面的羥基和羧基等基團與甲基硅樹脂的羥基相互作用,形成大分子鏈,使甲基硅樹脂在受熱的條件下不容易分解。這樣經(jīng)過氧化石墨烯改性后,甲基硅樹脂的耐熱性提高了。本實施方式制備的玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料浸潰充分,降低缺陷。本發(fā)明適合工業(yè)化生產(chǎn),制備過程中,剩余的溶液可以重復(fù)利用,不污染環(huán)境。本實施方式在預(yù)浸料制備過程,樹脂滴落在玻璃布表面,在通過擠膠輥擠壓樹脂溶液進入玻璃布表面,這樣既可以使樹脂充分浸潰玻璃布,也最大限度的使樹脂不浪費。通 過梯度固化爐中固化,可以使樹脂溶液中溶劑和小分子充分揮發(fā),體系反應(yīng)完全,制備的預(yù)浸料缺陷少(也就是氣泡最少)。另外通過梯度固化節(jié)約能源,提高生產(chǎn)效率。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中所述的石墨粉體粒度為600目。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中所述的梯度固化分為起始階段、中間階段和終止階段;其中,起始階段為在80°C進行固化,中間階段為在100°C進行固化,終止階段為在120°C進行固化。其它與具體實施方式
一相同。通過以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果本試驗的一種玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法是按照以下步驟進行一、改性有機硅樹脂溶液過程在冰浴條件下將3g的硝酸鈉加入到150mL的濃硫酸中,然后加入8g粒度為600目的石墨粉體,在超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下,超聲振動I I. 5hh ;再緩慢滴加300mL的蒸餾水,加熱至9(TlO(TC反應(yīng)3h后,再加入IOOmL的蒸餾水和2mL體積百分含量為30%雙氧水,然后用IOOmL體積百分含量為10%鹽酸在轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/ min的條件下,離心洗滌5次,向收集的固相物加入80mL的N,N- 二甲基二氯酰胺,然后在超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下,超聲作用4 5h,在轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)/ min的條件下離心l(T20min,收集固相物,在0°C冷凍干燥24h,得氧化石墨烯;將Ig的氧化石墨烯填加到167mL的有機硅樹脂溶液中,然后在溫度為-10°C 5°C、超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下超聲分散3. 5h,得到改性有機硅樹脂溶液,待用;二、玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料制備過程取玻璃布放入熱處理爐中,在溫度為300°C的條件下處理O. 5h,除去表面的水分和上漿劑(如石蠟等成分),然后將步驟一得到的改性有機硅樹脂溶液加到玻璃布表面,再通過擠膠輥擠壓處理后,除去玻璃布表面多余的樹脂溶液,然后進入固化爐中,進行梯度固化,最后收卷,得到玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料;其中步驟二中所述的擠膠輥上下兩滾之間距離(Tlcm,驟二中所述的梯度固化分為起始階段、中間階段和終止階段;其中,起始階段為在80°C進行固化,中間階段為在100°C進行固化,終止階段為在120°C進行固化;步驟二中所述的玻璃布從放入熱處理爐至最后收卷的運行速度為2(T30min / Im (如圖I所示)。
本試驗的步驟二的玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料制備流程圖如圖I所示。采用本發(fā)明方法,以預(yù)浸料成型工藝方法制備的玻璃布/改性有機硅樹脂復(fù)合材料在400°C條件下lOmin,和傳統(tǒng)的預(yù)浸料成型方法制備的玻璃布/有機硅樹脂復(fù)合材料耐熱性相比較,耐熱性提高大約20 %。
權(quán)利要求
1.一種玻璃布/改性有機娃樹脂預(yù)浸料的制備方法,其特征在于玻璃布/改性有機娃樹脂預(yù)浸料的制備方法是按照以下步驟進行 一、改性有機硅樹脂溶液過程在冰浴條件下,將硝酸鈉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%的硫酸按質(zhì)量體積比為Ig 50mL的比例混合均勻,得混合溶液;再將石墨粉體與混合溶液按質(zhì)量體積比為Ig 20mL的比例混合均勻,然后在超聲頻率為40KHz、功率為IOOOw的條件下,超聲f I. 5h后,得反應(yīng)液A ;再以IOOmL / min的速度向反應(yīng)液A中滴加蒸餾水,然后加熱至900C 100°C保持3h后,得反應(yīng)液B ;向反應(yīng)液B中加入混劑,得混液;再用體積百分含量為10%的鹽酸在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心洗漆混液5次,收集固相物,再向收集的固相物中加入N,N- 二甲基二氯酰胺,在超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下,超聲4 5h后,在轉(zhuǎn)速為5000r / min的條件下離心l(T20min,收集沉淀,冷凍干燥,得氧化石墨烯;將氧化石墨烯和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的有機硅樹脂乙醇溶液按質(zhì)量比為I :50的比例混合均勻,然后在溫度為-10°C 5°C、超聲頻率為40KHz,功率是IOOOw的條件下超聲分散3 4h,得到改性有機硅樹脂溶液; 二、玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料制備過程取玻璃布放入熱處理爐中,在溫度為3000C的條件下處理O. 5h,然后將步驟一得到的改性有機硅樹脂溶液加到玻璃布表面,通過擠膠輥擠壓處理后,再除去玻璃布表面殘余的改性有機硅樹脂溶液,然后放入固化爐中,進行梯度固化,最后收卷,得到玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料;其中步驟一中所述的反應(yīng)液與蒸餾水的體積比為I :2 ;步驟一中所述的混劑是由體積百分含量為30%的雙氧水和蒸餾水按體積比為I :50的比混合而成,混劑與反應(yīng)液B的體積比為I :4 ;步驟一中所述的體積百分比含量為10%的鹽酸與混液的體積比為I :5 ;步驟一中所述的固相物與N,N- 二甲基二氯酰胺的質(zhì)量體積比為Ig =IOOmL的比例混合而成;步驟二中所述的擠膠輥上下兩滾之間距離(Tlcm ;步驟二中所述的玻璃布從放入熱處理爐至最后收卷的運行速度為20 30min / lm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法,其特征在于步驟一中所述的石墨粉體粒度為600目。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種玻璃布/改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法,其特征在于步驟二中所述的梯度固化分為起始階段、中間階段和終止階段;其中,起始階段為在80°C進行固化,中間階段為在100°C進行固化,終止階段為在120°C進行固化。
全文摘要
一種玻璃布∕改性有機硅樹脂預(yù)浸料的制備方法,它涉及一種預(yù)浸料的制備方法。本發(fā)明要解決現(xiàn)有存在有機硅樹脂復(fù)合材料制備過程中耐熱性差的問題。本發(fā)明的方法為首先對石墨進行酸化、氧化處理,再與有機硅樹脂進行復(fù)合得到改性有機硅樹脂溶液,然后將玻璃布浸漬改性有機硅樹脂溶液得到預(yù)浸料。本發(fā)明通過加氧化石墨烯,提高材料的耐熱性。本發(fā)明的玻璃布∕改性有機硅樹脂預(yù)浸料浸漬充分,降低缺陷;適合工業(yè)化生產(chǎn),制備過程中,剩余的溶液可以重復(fù)利用,不污染環(huán)境。本發(fā)明應(yīng)用于預(yù)浸料制備領(lǐng)域。
文檔編號C08K7/14GK102816434SQ20121032733
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者姜波, 黃玉東, 方飛, 劉麗, 潘海濤, 王慧蓮, 費飛飛, 佟曉楠, 吳婷, 曾天佑 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)