本发明涉及一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
背景技术：
纤维织物增强树脂基复合材料因其比重小、比强度高、力学性能好、耐腐蚀、绝缘性好、耐热性好及质轻等优点而广泛应用于国民生产的各个领域。例如：建筑行业、化学化工行业、汽车及铁路交通运输行业、电器工业及通讯工程等领域。
耐磨材料被广泛地应用于工业生产的各个领域，而随着科学技术和现代工业的高速发展，由于材料磨损而引起的能源和材料消耗增加等所造成的经济损失相当惊人。近年来，对材料磨损和耐磨材料的研究，越来越引起国内外人们的广泛重视。常规的制备纤维织物增强树脂基耐磨复合材料的方法是将耐磨粒子分散在树脂基体中，然后通过树脂转移模技术来制备纤维织物增强树脂基耐磨复合材料。这种方法制备的纤维织物增强树脂基耐磨复合材料中耐磨粒子含量少，复合材料的耐摩擦性能较差。如何增大纤维织物增强树脂基复合材料中耐磨粒子的含量，提高复合材料的耐磨性能是科研工作者面临的难题。若将耐磨粒子制成薄层状，然后通过真空树脂转移模技术制备在材料表层含有薄膜耐磨层的复合材料，则可显著提高复合材料的耐磨性能。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料，以提高纤维织物增强树脂基复合材料的耐磨性能。
为了实现以上目的，本发明一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料所采用的技术方案是：一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下原料通过真空辅助成型法制备而成：三氧化钼/纳米碳材料0.1～5份，环氧树脂30～70份，固化剂10～50份，纤维织物2～30份。
进一步的，所述三氧化钼/纳米碳材料可为三氧化钼/氧化碳纳米管复合材料或三氧化钼/氧化石墨烯复合材料。
进一步的，所述三氧化钼/纳米碳材料制备成薄膜形状。
进一步的，所述三氧化钼/纳米碳材料的厚度可为0.01mm～2.0mm。
根据本发明的另一方面，提供了上述任三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料的制备方法，所采用的树脂基体可为环氧树脂或乙烯基树脂。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的树脂固化剂为市场上用公知方法制备的树脂固化剂，无特殊要求。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的纤维织物可为玻璃纤维织物、碳纤维织物或芳纶纤维织物。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的纤维织物在使用时需先裁剪成方片状。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的玻璃纤维织物可为玻璃纤维针刺毡、玻璃纤维连续原丝毡、玻璃纤维短切原丝毡、玻璃纤维表面毡、玻璃纤维缝编短切毡、玻璃纤维无捻粗纱编织毡等。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的碳纤维织物可为机织碳纤维布、针织碳纤维布、编织碳纤维布、碳纤维无纺布等。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料及其制备方法，所采用的芳纶纤维织物可为芳纶纤维无捻粗纱织物、芳纶无纺布、芳纶纤维加捻细纱布等。
本发明中所述的氧化碳纳米管可采用市售的产品或采用化学氧化法制备，以下提供化学氧化法的具体内容便于对本发明的理解：将一定量的碳纳米管加入到盛有体积比为3:1的浓硫酸和浓硝酸混合液中，于110℃下反应1小时，产物经抽滤洗涤至中性，然后在80℃的真空烘箱中干燥12小时后得到氧化碳纳米管。
本发明中所述的氧化石墨烯可采用市售的产品或采用常规的Hummers方法制备，以下提供hummers方法的具体内容便于对本发明的理解：在烧杯中加入浓硫酸、石墨和硝酸钠，在冰浴中冷却至0℃～4℃，搅拌条件下缓慢加入高锰酸钾，该过程中使反应液温度在20℃以下；然后将烧杯至于35℃恒温水浴中，继续搅拌0.5～1h；在搅拌条件下缓慢加入水，使反应液温度达到98℃～100℃，继续搅拌15min～60min；最后用水将反应液稀释后加入过量氧化氢水溶液，洗涤、过滤后得到氧化石墨烯。
本发明所述的三氧化钼/纳米碳材料可采用采用水热氧化法制备，以下提供水热氧化法的具体内容便于对本发明的理解：在水热反应釜中加入纳米碳材料、钼酸盐和过氧化氢，然后将密封后的水热反应釜放入150～240℃的烘箱中反应12～48小时，最后将液体进行抽滤，便得到了三氧化钼/纳米碳材料的复合材料。
本发明所述的三氧化钼/纳米碳材料可采用水热氧化法制备，其中纳米碳材料、钼酸盐和过氧化氢的重量比可为1:0.1～20:1～5。
本发明所述的三氧化钼/纳米碳材料制备成薄膜形状。制备方法如下：将采用水热法制备的三氧化钼/纳米碳材料溶液进行抽滤，抽滤后将三氧化钼/纳米碳材料和分离膜一起放入低温冷冻干燥箱中进行冷冻干燥，干燥后将成薄膜状的三氧化钼/纳米碳材料从分离膜上剥离即可。
本发明的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料的真空辅助成型方法，具体工艺方法包括：
(1)将2～30份的纤维织物平铺在模板上；
(2)在纤维织物的最上层铺上厚度为0.01～2.0mm厚的薄膜状的三氧化钼/纳米碳材料；
(3)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强树脂基复合材料。
相对于传统的将减摩粒子分散在树脂基体中，然后通过真空树脂转移模技术制备的纤维织物增强树脂基复合材料，采用本发明制备的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料具有强度高，耐磨性好，易制备的优点
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。
图1是真空辅助成型法制备三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化碳纳米管3份，环氧树脂60份，固化剂20份，机织碳纤维布20份。
(1)将重量比为1:10:2的氧化碳纳米管、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于200℃反应24小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化碳纳米管复合材料制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管从分离膜上剥离；
(2)在20份机织碳纤维布的最上层铺上重量份为3份、厚度为1mm的薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管复合材料；
(3)将60份环氧树脂和20份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化碳纳米管改性碳纤维织物增强环氧树脂基复合材料。
实施例2
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化石墨烯5份，环氧树脂70份，固化剂50份，玻璃纤维针刺毡30份。
(1)将重量比为1:20:5的氧化石墨烯、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于150℃反应48小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化石墨烯制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯从分离膜上剥离；
(2)在20份玻璃纤维针刺毡的最上层铺上重量份为5份、厚度为2mm的薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯复合材料；
(3)将70份环氧树脂和50份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化石墨烯改性玻璃纤维针刺毡增强环氧树脂基复合材料。
实施例3
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化石墨烯0.1份，环氧树脂30份，固化剂30份，芳纶纤维无捻粗纱织物2份。
(1)将重量比为1:0.1:1的氧化石墨烯、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于240℃反应12小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化石墨烯制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯从分离膜上剥离；
(2)在2份芳纶纤维无捻粗纱织物的最上层铺上重量份为0.1份、厚度为0.1mm的薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯复合材料；
(3)将30份环氧树脂和30份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化石墨烯改性芳纶纤维无捻粗纱织物增强环氧树脂基复合材料。
实施例4
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化碳纳米管4份，环氧树脂50份，固化剂10份，碳纤维无纺布25份。
(1)将重量比为1:15:2的氧化碳纳米管、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于180℃反应36小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化碳纳米管制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管从分离膜上剥离；
(2)在25份碳纤维无纺布的最上层铺上重量份为4份、厚度为1.5mm的薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管复合材料；
(3)将50份环氧树脂和10份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化碳纳米管改性碳纤维无纺布增强环氧树脂基复合材料。
实施例5
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化石墨烯2份，环氧树脂45份，固化剂20份，玻璃纤维缝编短切毡15份。
(1)将重量比为1:8:3的氧化石墨烯、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于190℃反应28小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化石墨烯制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯从分离膜上剥离；
(2)在15份玻璃纤维缝编短切毡的最上层铺上重量份为2份、厚度为1.5mm的薄膜状的三氧化钼/氧化石墨烯复合材料；
(3)将45份环氧树脂和20份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化石墨烯改性玻璃纤维缝编短切毡增强环氧树脂基复合材料。
实施例6
本实施例的一种三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料，是由以下重量份的主要原料通过真空树脂转移模技术制备而成：三氧化钼/氧化碳纳米管1份，环氧树脂40份，固化剂15份，芳纶无纺布10份。
(1)将重量比为1:5:2.5的氧化碳纳米管、钼酸铵和过氧化氢放入水热反应釜中于220℃反应18小时，然后采用抽滤的方法将三氧化钼/氧化碳纳米管制成膜状，低温冷冻干燥箱后将成薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管从分离膜上剥离；
(2)在10份芳纶无纺布的最上层铺上重量份为1份、厚度为0.5mm的薄膜状的三氧化钼/氧化碳纳米管复合材料；
(3)将40份环氧树脂和15份固化剂混合均匀，真空脱泡；
(4)采用真空树脂转移模技术制备三氧化钼/氧化碳纳米管改性芳纶无纺布增强环氧树脂基复合材料。
实验例
对上述实施例1～6中的复合材料进行摩擦性能试验，得到的试验结果如表1所示：
表1三氧化钼/纳米碳材料改性纤维织物增强环氧树脂复合材料耐磨性能结果
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。