此技術(shù)涉及到一種金屬微絲增強(qiáng)熱固性塑料，特別是涉及一種連續(xù)玻璃包覆金屬微絲增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂及其成形工藝。

背景技術(shù)：

纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維材料，如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等，與基體材料經(jīng)過(guò)纏繞，模壓或拉擠等成型工藝而形成的復(fù)合材料。由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有如下特點(diǎn)：(1)比強(qiáng)度高，比模量大；(2)材料性能具有可設(shè)計(jì)性；(3)抗腐蝕性和耐久性能好；(4)熱膨脹系數(shù)與混凝土的相近。這些特點(diǎn)使得纖維增強(qiáng)復(fù)合材料能滿足現(xiàn)代結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載、輕質(zhì)高強(qiáng)以及在惡劣條件下工作發(fā)展的需要，同時(shí)也能滿足現(xiàn)代建筑施工工業(yè)化發(fā)展的要求，因此被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種民用建筑、橋梁、公路、海洋、水工結(jié)構(gòu)以及地下結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中。玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維這幾種常用纖維屬于無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維，對(duì)提高復(fù)合材料的韌性、塑性有限。而金屬纖維增強(qiáng)由于金屬與聚合物的相容性低，導(dǎo)致復(fù)合界面結(jié)合強(qiáng)度偏低，無(wú)法充分發(fā)揮金屬纖維的增強(qiáng)效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決金屬纖維與聚合物基體材料界面的不相容，導(dǎo)致復(fù)合界面結(jié)合強(qiáng)度不高的問(wèn)題，提供一種連續(xù)玻璃包覆金屬微絲增強(qiáng)熱固性酚醛樹(shù)脂及其成形工藝，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：復(fù)合材料的基體為帶羥甲基的酚醛樹(shù)脂，增強(qiáng)材料為熔融紡絲法制備的連續(xù)玻璃包覆金屬微絲，芯絲材質(zhì)為鐵基合金或鐵基非晶合金，金屬芯絲直徑為0.005-0.05mm，包覆層材質(zhì)為石英玻璃，包覆層厚度為0.005-0.05mm，金屬微絲增強(qiáng)方向可為單向、雙向或多向。

上述玻璃包覆金屬微絲增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂的成形工藝如下：

1）玻璃包覆金屬微絲經(jīng)表面清洗后，在玻璃粗化液中處理2-15min，粗化液組成為，氫氟酸50-300ml/L、氟化銨100-300g/L，硫酸2-5ml/L，緩蝕劑微量，水余量；

2）粗化后的玻璃包覆金屬微絲經(jīng)在水中超聲波清洗2-10min，然后烘干；

3）將烘干后的玻璃包覆金屬微絲整平、壓平，然后預(yù)浸制成玻璃包覆金屬微絲布，其中，預(yù)浸膠配比為酚醛樹(shù)脂35-60%wt，酚醛樹(shù)脂中苯酚與甲醛的摩爾之比為1-3，固化劑2-10%，溶劑余量，凝膠溫度100-170℃，凝膠時(shí)間2-10min，

4）采用手糊成型、模壓成型或纏繞成型法，制成連續(xù)玻璃包覆金屬微絲增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂復(fù)合材料，所述復(fù)合材料的玻璃包覆金屬微絲布的排列方向可以為單向、雙向或多向；

5）復(fù)合材料的固化，固化溫度為150-200℃，固化時(shí)間0.2-1.5 h，層壓成型時(shí)壓力控制為10-20MPa，模壓成型時(shí)壓力控制為20-40MPa。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1）采用了玻璃粗化工藝，使玻璃表面產(chǎn)生凸凹不平，提高了玻璃與酚醛樹(shù)脂的界面結(jié)合強(qiáng)度，提升了復(fù)合材料的力學(xué)性能；

2）采用熔融紡絲法制備的玻璃包覆金屬微絲，由于復(fù)合時(shí)金屬與玻璃均處于熔融狀態(tài)，原子擴(kuò)散能力強(qiáng)，金屬微絲與玻璃包覆層之間的界面結(jié)合強(qiáng)度高，且由于尺寸效應(yīng)玻璃包覆層具有很高的柔性，不會(huì)與金屬非晶微絲之間發(fā)生剝殼、脫落等現(xiàn)象，金屬芯絲與玻璃包覆層之間界面結(jié)合強(qiáng)度高，且玻璃包覆金屬微絲為連續(xù)性高強(qiáng)纖維，因此很容易實(shí)現(xiàn)特定設(shè)計(jì)方向的增強(qiáng)效果；

3）鐵基合金或鐵基非晶合金微絲除具有高強(qiáng)、高彈性模量、還具有導(dǎo)電和優(yōu)異的磁性能，能使復(fù)合材料具有一些無(wú)機(jī)、有機(jī)或其它金屬纖維增強(qiáng)所不能獲得的特殊性能。

具體實(shí)施方式：

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1：玻璃包覆不銹鋼微絲單向增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂復(fù)合板的成形

上述復(fù)合材料的制備工藝如下：

1）玻璃包覆不銹鋼微絲的表面處理，其中不銹鋼芯絲材質(zhì)為306L，包覆層材質(zhì)為石英玻璃，包覆微絲直徑為0.025-0.03mm，金屬芯絲直徑為0.008-0.012mm，微絲經(jīng)表面清洗后，在玻璃粗化液中處理4 min，粗化液組成為，氫氟酸180 ml/L、氟化銨125 g/L，硫酸2 ml/L，緩蝕劑0.5 g/L，水余量；

2）粗化后的玻璃包覆不銹鋼微絲在去離子水中超聲波清洗10 min，然后烘干；

3）采用滾筒纏繞法制備玻璃包覆不銹鋼微絲布：將粗化后的玻璃包覆不銹鋼微絲整平、壓平，然后預(yù)浸制成玻璃包覆不銹鋼微絲布，玻璃包覆不銹鋼微絲的平均間距為0.5mm，凝膠溫度為150℃，凝膠時(shí)間5min，其中預(yù)浸膠配比為，酚醛樹(shù)脂50±3%，酚醛樹(shù)脂中苯酚與甲醛摩爾比為1:1，六次甲基四胺4%，二氯乙烷余量；

4）采用手糊成型法，制成5層玻璃包覆不銹鋼微絲增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合板，所述復(fù)合材料的玻璃包覆金屬非晶微絲布的排列方向?yàn)閱蜗颍?/p>

5）固化工藝參數(shù)為：固化溫度180℃，固化時(shí)間40min，層壓壓力為10MPa。

實(shí)施例2：玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲雙向增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂復(fù)合板的成形

上述復(fù)合材料的制備工藝如下：

1）玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲的表面處理，其中芯絲材質(zhì)為FeCoSiB非晶合金，包覆層材質(zhì)為石英玻璃，包覆微絲直徑為0.025-0.03mm，金屬芯絲直徑為0.008-0.012mm，微絲經(jīng)表面清洗后，在玻璃粗化液中處理2 min，粗化液組成為，氫氟酸180 ml/L、氟化銨125 g/L，硫酸2 ml/L，緩蝕劑0.2 g/L，水余量；

2）粗化后的玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲在去離子水中超聲波清洗10 min，然后烘干；

3）采用滾筒纏繞法制備玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲布：將粗化后的玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲整平、壓平，然后預(yù)浸制成玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲布，玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲的平均間距為0.5mm，凝膠溫度為140℃，凝膠時(shí)間8min，其中預(yù)浸膠配比為，酚醛樹(shù)脂45±3%，酚醛樹(shù)脂中苯酚與甲醛摩爾比為6:7，六次甲基四胺4%，二氯乙烷余量，

4）采用手糊成型法，制成6層玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲增強(qiáng)熱固性塑料復(fù)合板，所述復(fù)合材料的玻璃包覆FeCoSiB非晶合金微絲布雙向垂直交錯(cuò)鋪設(shè)；

5）固化工藝參數(shù)為：固化溫度180℃，固化時(shí)間50 min，層壓壓力為10MPa。