本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種耐低溫高韌性復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

在材料行業(yè)的發(fā)展中，復(fù)合材料以其優(yōu)異的特性和相對簡易的制造工藝，被人們廣泛關(guān)注和研究，在航空航天、汽車、建筑等行業(yè)中均有廣泛使用?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開復(fù)合材料，復(fù)合材料對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)先進水平的重要標志之一。進入21世紀以來，全球復(fù)合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。2003～2008年間中國年均增速為15%，印度為9.5%，而歐洲和北美年均增幅僅為4%。

現(xiàn)有技術(shù)中的一些復(fù)合材料雖然在正常的工作環(huán)境和溫度中應(yīng)用較好，但對于一些需求韌性高的復(fù)合材料場合而言，現(xiàn)有復(fù)合材料在使用過程中會出現(xiàn)高形變，甚至出現(xiàn)斷裂的問題，這嚴重影響了該類復(fù)合材料的使用壽命。在一些工作溫度降低的場合，如冰箱等溫度較高低設(shè)備中使用的復(fù)合材料，如果不能耐受較低的溫度則會造成設(shè)備的損壞，影響其使用。因而，開發(fā)一種能夠在低溫環(huán)境下仍具備高韌性的復(fù)合材料有其一定的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐低溫高韌性復(fù)合材料及其制備方法，在現(xiàn)有復(fù)合材料配方中加入乙氧酰胺苯甲酯、維生素A棕櫚酸酯、5-氨基乙酰丙酸、月桂基三甲基溴化銨等物質(zhì)，使該材料在低溫下能夠具備高的韌性，進而滿足使用需求。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種耐低溫高韌性復(fù)合材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：酚醛樹脂30-40份、氫氧化鎂3-7份、檸檬酸三丁酯10-13份、硬脂酸酰胺4-9份、聚四氟乙烯5-9份、云母粉1-4份、碳纖維2-5份、乙氧酰胺苯甲酯8-12份、維生素A棕櫚酸酯9-14份、5-氨基乙酰丙酸7-10份、月桂基三甲基溴化銨4-8份、1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇10-15份、1,3-二氫-吲哚-2-酮5-9份。

優(yōu)選的，所述酚醛樹脂35-40份、氫氧化鎂4-6份、檸檬酸三丁酯10-12份、硬脂酸酰胺5-8份、聚四氟乙烯6-8份、云母粉1-3份、碳纖維2-4份、乙氧酰胺苯甲酯9-11份、維生素A棕櫚酸酯10-13份、5-氨基乙酰丙酸8-10份、月桂基三甲基溴化銨5-7份、1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇11-13份、1,3-二氫-吲哚-2-酮6-8份。

優(yōu)選的，所述酚醛樹脂38份、氫氧化鎂5份、檸檬酸三丁酯11份、硬脂酸酰胺7份、聚四氟乙烯7份、云母粉2份、碳纖維3份、乙氧酰胺苯甲酯10份、維生素A棕櫚酸酯12份、5-氨基乙酰丙酸9份、月桂基三甲基溴化銨6份、1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇12份、1,3-二氫-吲哚-2-酮7份。

一種耐低溫高韌性復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將酚醛樹脂30-40份、檸檬酸三丁酯10-13份、硬脂酸酰胺4-9份、乙氧酰胺苯甲酯8-12份和維生素A棕櫚酸酯9-14份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至80-90℃，攪拌反應(yīng)20-30min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯5-9份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇10-15份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至80-120目的氫氧化鎂3-7份和云母粉1-4份、碳纖維2-5份；升高溫度至120--140℃，攪拌反應(yīng)30-40min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸7-10份、月桂基三甲基溴化銨4-8份、1,3-二氫-吲哚-2-酮5-9份混合，隨后超聲反應(yīng)5-10min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度130-140℃先攪拌反應(yīng)30-40min，隨后繼續(xù)升高溫度至160-180℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)1-3h，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

優(yōu)選的，步驟S1中所述溫度為85℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)25min。

優(yōu)選的，步驟S2中所述溫度為125℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)35min。

優(yōu)選的，步驟S3中超聲的功率為2500W，反應(yīng)8min。

優(yōu)選的，步驟S4中先在溫度135℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)35min，隨后繼續(xù)升高溫度至170℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)2h，滴加時間15min。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明所述耐低溫高韌性復(fù)合材料，通過在原有復(fù)合材料配方中加入乙氧酰胺苯甲酯、維生素A棕櫚酸酯、5-氨基乙酰丙酸、月桂基三甲基溴化銨、1,3-二氫-吲哚-2-酮物質(zhì)，改變原有復(fù)合材料構(gòu)成，提高了其在低溫環(huán)境下的韌性。該耐低溫高韌性復(fù)合材料在溫度零下5℃-零下20℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為80-100MPa。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

實施例1

S1：將酚醛樹脂30份、檸檬酸三丁酯10份、硬脂酸酰胺4份、乙氧酰胺苯甲酯8份和維生素A棕櫚酸酯9份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至80℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯5份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇10份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至80目的氫氧化鎂3份和云母粉1份、碳纖維2份；升高溫度至120℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸7份、月桂基三甲基溴化銨4份、1,3-二氫-吲哚-2-酮5份混合，隨后在2500W功率超聲反應(yīng)5min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度130℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)30min，隨后繼續(xù)升高溫度至160℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)1h，滴加15min，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

在溫度零下5℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為100MPa。

對比例1

S1：將酚醛樹脂30份和檸檬酸三丁酯10份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至80℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合液A；

S2：向聚四氟乙烯5份其中加入研磨后至80目的氫氧化鎂3份和云母粉1份、碳纖維2份；升高溫度至120℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液B；

S3：將混合液A、混合液B混合，先在溫度130℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)30min，隨后繼續(xù)升高溫度至160℃反應(yīng)1h，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

在溫度零下5℃韌性較差，彎曲強度為25MPa。

實施例2

S1：將酚醛樹脂40份、檸檬酸三丁酯13份、硬脂酸酰胺9份、乙氧酰胺苯甲酯12份和維生素A棕櫚酸酯14份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至90℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯9份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇15份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至120目的氫氧化鎂7份和云母粉4份、碳纖維5份；升高溫度至140℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)40min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸10份、月桂基三甲基溴化銨8份、1,3-二氫-吲哚-2-酮9份混合，隨后在2500W功率超聲反應(yīng)10min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度140℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)40min，隨后繼續(xù)升高溫度至180℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)3h，滴加15min，待反應(yīng)冷卻后即可得到復(fù)合材料。

在溫度零下10℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為95MPa。

對比例2

S1：將酚醛樹脂40份和檸檬酸三丁酯13份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至90℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液A；

S2：隨后向聚四氟乙烯9份加入研磨后至120目的氫氧化鎂7份和云母粉4份、碳纖維5份；升高溫度至140℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)40min，得混合液B；

S3：將混合液A、混合液B混合，先在溫度140℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)40min，隨后繼續(xù)升高溫度至180℃反應(yīng)3h，待反應(yīng)冷卻后即可得到復(fù)合材料。

在溫度零下10℃韌性較差，彎曲強度為21MPa。

實施例3

S1：將酚醛樹脂35份、檸檬酸三丁酯10份、硬脂酸酰胺5份、乙氧酰胺苯甲酯9份和維生素A棕櫚酸酯10份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至80℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯6份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇10份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至100目的氫氧化鎂4份和云母粉1份、碳纖維2份；升高溫度至125℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸8份、月桂基三甲基溴化銨5份、1,3-二氫-吲哚-2-酮5份混合，隨后在2500W功率超聲反應(yīng)5min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度130℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)30min，隨后繼續(xù)升高溫度至165℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)1h，滴加15min，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

在溫度零下15℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為90MPa。

實施例4

S1：將酚醛樹脂40份、檸檬酸三丁酯12份、硬脂酸酰胺8份、乙氧酰胺苯甲酯11份和維生素A棕櫚酸酯13份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至90℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯8份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇15份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至120目的氫氧化鎂6份和云母粉3份、碳纖維4份；升高溫度至135℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)40min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸10份、月桂基三甲基溴化銨7份、1,3-二氫-吲哚-2-酮9份混合，隨后在2500W功率超聲反應(yīng)10min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度140℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)40min，隨后繼續(xù)升高溫度至175℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)3h，滴加15min，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

在溫度零下18℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為85MPa。

實施例5

S1：將酚醛樹脂38份、檸檬酸三丁酯11份、硬脂酸酰胺7份、乙氧酰胺苯甲酯10份和維生素A棕櫚酸酯12份加入反應(yīng)釜中，升高溫度至85℃，以速率550r/min攪拌反應(yīng)25min，得混合液A；

S2：聚四氟乙烯7份和1-(4-羥基苯基)-2-(甲基氨基)乙醇12份制備成混合液；隨后向其中加入研磨后至120目的氫氧化鎂5份和云母粉2份、碳纖維3份；升高溫度至125℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)35min，得混合液B；

S3：5-氨基乙酰丙酸9份、月桂基三甲基溴化銨6份、1,3-二氫-吲哚-2-酮7份混合，隨后在2500W功率超聲反應(yīng)8min制備成混合液C；

S4：將混合液A、混合液B混合，先在溫度135℃先以速率1000r/min攪拌反應(yīng)35min，隨后繼續(xù)升高溫度至170℃，邊滴加混合液C邊攪拌反應(yīng)2h，滴加15min，待反應(yīng)冷卻后即可得到所述耐低溫高韌性復(fù)合材料。

在溫度零下20℃仍然具備良好的韌性，彎曲強度為80MPa。

本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。