一种纤维增强阻燃轻质高强复合材料及其制备方法与流程

技术特征：

1.一种纤维增强阻燃轻质高强复合材料，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：

所述的含磷阻燃剂改性碳纤维采用短切碳纤维表面接枝含磷阻燃剂，所述的短切碳纤维的直径为7-12μm，长径比为7-15：1。

2.根据权利要求1所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料，其特征在于，所述的稀释剂为丙酮。

3.根据权利要求1所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料，其特征在于，所述的空心玻璃微珠的直径为10μm-120μm。

4.根据权利要求1所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料，其特征在于，所述的短切碳纤维采用丙烯腈基碳纤维。

5.根据权利要求1～4任一项所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取环氧树脂混入丙酮中，然后加入含磷阻燃剂改性碳纤维和固化剂，形成混合液，经超声分散后，加入空心玻璃微珠，在旋转脱泡机中混合脱泡，脱除有机溶剂的混合物倒入模具中固化，脱模即得纤维增强阻燃轻质高强复合材料。

6.根据权利要求5所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，所述的含磷阻燃剂改性碳纤维的制备包括：

(1)将短切碳纤维加入浓硫酸中，超声分散，然后加热回流，然后将混合物过滤并用去离子水洗涤，真空干燥得到含有羟基的羟基化碳纤维材料；

(2)分别加入9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、乙烯基甲基二甲氧基硅烷和溶剂氯仿以及引发剂偶氮二异丁腈，机械搅拌和氮气保护的条件下，升温保持回流10～16h，过滤，干燥，得到硅氧烷改性的含磷阻燃剂；

(3)将含有羟基的羟基化碳纤维材料和乙醇混合，再将硅氧烷改性的含磷阻燃剂加入，在氮气保护和搅拌条件下逐步加热回流，最后将其取出过滤，并用乙醇洗涤，真空干燥即得到含磷阻燃剂改性碳纤维。

7.根据权利要求6所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的浓硫酸的质量百分数为70％～99％；

所述的短切碳纤维与浓硫酸的质量比为1：5～15；

所述的超声分散的时间为5～15min；

所述的加热回流的条件为：在120～140℃回流1～3h。

8.根据权利要求6所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、乙烯基甲基二甲氧基硅烷与偶氮二异丁腈的质量比为49～59：28～38：0.5～1.5。

9.根据权利要求6所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的含有羟基的羟基化碳纤维材料与硅氧烷改性的含磷阻燃剂的质量比为10：5～20。

10.根据权利要求6所述的纤维增强阻燃轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的加热回流为在70℃～90℃回流8～12h。