复合材料及其制备方法、应用、保温墙连接件和棒材技术领域
本发明涉及聚合物基复合材料制备领域，具体而言，涉及一种复合材料及其制备
方法、应用，一种保温墙连接件棒材以及一种保温墙连接件。
背景技术
随着建筑市场的不断革新与发展，新型建筑节能墙材成为了国家主要发展推广使
用的墙体材料。将隔热保温材料设置在墙体中空部位，在空中放入各种绝热材料，则为隔热
材料夹芯保温体系。与单一材料外墙相比，该墙体构造组合合理，有较高的热绝缘系数，能
较好地发挥保温材料的作用。同时，在满足承重要求的前提下，砖墙可适当减薄。由于复合
墙体在建筑节能方面的突出优势，其在我国建筑行业中的应用也越来越广泛。
夹芯式墙体一般都需要利用固定连接件将内、外墙体和中间保温层有效的连接和
固定起来，传统的连接件材料一般是用钢筋(钢筋网)。但是钢筋的导热系数很大，贯穿性的
钢筋相当于在复合墙体中架设的一根根热桥，极大的降低了保温层的保温效果。因此通过
一定的成型工艺制备以连续性的增强材料/热固性树脂为构架的复合材料作为保温连接件
棒芯就成为比较理想的选择。此类复合材料一般为聚合物树脂与导热系数很小的纤维复合
而成，在保证其具有与钢筋类似的高强度和模量基础上，又使得此类材料的热阻值比较大。
需要指出的是，由于复合墙体的夹芯式结构，其中的保温连接件往往需要承受较
大的剪切力，那么其棒芯的抗剪切性能要求必须优异，因为连接件抗剪切性能越优异，墙体
的安全系数相应的也会越高。因此对于复合材料基保温连接件的总体要求就是高强度、抗
剪切，力学性能要好。
现有技术中，国内外专利都主要集中在保温连接件的外形结构的设计和具体的使
用方法上，比如CN202248370U、CN204983189U、CN204715667U、CN203924408U、
CN202359664U、CN201924463U、CN202644775U、CN202831363U、CN203878809U、US4829733、
US5519973、US5671574、US6116836、US7266931专利中，然而对于关键的连接件棒芯的性能
优化却少有涉及，尤其是力学性能的优化更少有涉及。另外，还有一些专利开发了以热塑性
树脂为基体树脂的连接件(US5673525，US5987834，US6263638)，但是基于热塑性树脂本身
性能的劣势，所制备得到的连接件很难达到与钢筋接近的物理性能。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种复合材料，该复合材料性能更加稳定，充分兼顾
了高强度、抗剪切等力学性能的要求，大大延长了复合材料本身的使用寿命。
本发明的第二目的在于提供一种复合材料，具有优良的耐腐蚀性，特别是耐碱性。
本发明的第三目的在于提供兼顾制品性能和成型工艺性的复合脱模剂。
本发明一方面提供了一种复合材料，包括树脂组合物的固化物和增强纤维材料；
其中树脂组合物包括：热固性树脂基体、pH值为6.0-7.0的脱模剂和任选的其他助剂。
根据一种实施方式，脱模剂至少包括以下组分：(a)长链脂肪醇和/或长链脂肪醚，
(b)丙烯酸酯类聚合物，和任选的(c)酸化长链脂肪醇；
优选地，长链脂肪醇和/或长链脂肪醚60-90重量份、丙烯酸酯类聚合物12-30重量
份和酸化长链脂肪醇0-10重量份；
进一步优选地，长链脂肪醇和/或长链脂肪醚65-80重量份、丙烯酸酯类聚合物15-
30重量份和任选的酸化长链脂肪醇1-8重量份；
更优选地，长链脂肪醇和/或长链脂肪醚72-78重量份、丙烯酸酯类聚合物15-25重
量份和任选的酸化长链脂肪醇2-7重量份。
根据一种实施方式，酸化长链脂肪醇为含氧无机酸化长链脂肪醇，优选硝酸化长
链脂肪醇、磷酸化长链脂肪醇、硫酸化长链脂肪醇中的一种或几种，更优选磷酸化长链脂肪
醇。
根据一种实施方式，丙烯酸酯类聚合物包括以下一种或多种单体单元，例如至少
两种单体单元：(i)丙烯酸；(ii)甲基丙烯酸；(iii)丙烯酸烷基酯，如丙烯酸C1-C15烷基酯、
丙烯酸C1-C10烷基酯；(iv)甲基丙烯酸烷基酯，如甲基丙烯酸C1-C15烷基酯、甲基丙烯酸C1-
C10烷基酯；(v)丙烯酸芳基酯，如丙烯酸C6-C20芳基酯；(vi)甲基丙烯酸芳基酯，如甲基丙烯
酸C6-C20芳基酯；(vii)丙烯酸杂芳基酯，如丙烯酸C3-C20杂芳基酯；以及(viii)甲基丙烯酸
杂芳基酯，如甲基丙烯酸C3-C20杂芳基酯。
根据一种实施方式，丙烯酸酯类聚合物是丙烯酸酯类均聚物或丙烯酸酯类共聚
物，优选丙烯酸酯类嵌段共聚物。
根据一种实施方式，丙烯酸酯类嵌段共聚物包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙
酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯
酸丁酯、丙烯酸戊酯、以及丙烯酸己酯的嵌段共聚物中的一种或几种。
根据一种实施方式，丙烯酸酯类嵌段共聚物包括丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸
甲酯、以及丙烯酸丁酯的嵌段共聚物中的一种或几种。
根据一种实施方式，丙烯酸酯类聚合物的数均分子量在5000-50000之间。
根据一种实施方式，所述长链脂肪醇包括碳原子数为6-20之间的长链脂肪醇中的
一种或几种。
根据一种实施方式，所述长链脂肪醇为长直链脂肪醇。
根据一种实施方式，所述长链脂肪醇包括正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一
醇、月桂醇、正十三醇、以及正十四醇中的一种或几种。
根据一种实施方式，所述长链脂肪醇包括正癸醇、正辛醇、以及月桂醇中的一种或
几种。
根据一种实施方式，所述酸化长链脂肪醇包括酸化C6-20长链脂肪醇，例如酸化C6-20
长直链脂肪醇。
根据一种实施方式，所述热固性树脂基体包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯、不饱和聚
酯树脂以及双马来酰亚胺树脂中的一种或几种，优选为环氧丙烯酸树脂。
根据一种实施方式，增强纤维材料包括连续纤维、纤维织物中的一种或两种。
根据一种实施方式，连续纤维包括玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、芳砜纶纤维、
碳纤维、以及超高分子量聚乙烯纤维中的一种或几种，更优选为玻璃纤维与玄武岩纤维的
混合物。
根据一种实施方式，纤维织物包括连续毡、表面毡、以及缝边毡中的一种或几种。
本发明另一方面涉及制备复合材料的方法，包括如下步骤：使包含所述脱模剂、热
固性树脂基体以及任选的其他助剂的树脂组合物浸入到增强纤维材料，固化成型。
根据一种实施方式，所述方法采用拉挤固化成型或树脂传递模塑成型进行。
本发明另一方面涉及复合材料在保温墙连接件上、建筑材料以及油井开采设备上
的应用。
本发明另一方面涉及一种保温墙连接件棒材，由本发明的复合材料制成。
本发明另一方面涉及一种采用本发明保温墙连接件棒材的保温墙连接件。
本发明的复合材料具有优良的耐腐蚀性，特别是耐碱性。
具体实施方式
现有技术中，在建筑行业中保温墙的连接件一般还是采用钢筋材质的比较多，但
是钢筋本身会在复合墙体中形成一根根热桥，会极大的降低保温效果，因此本领域技术人
员将具体研究着眼于采用何种复合材料代替钢筋来作为连接件的材料，以解决保温的问
题。热固性树脂基复合材料虽然保温性能优良，但是本身的强度等各物理性能还是无法与
钢筋的性能媲美，并不能真正满足实际应用的要求，这一缺陷限制了该复合材料的进一步
应用。
本发明的第一目的在于提供一种复合材料，通过将热固性树脂、脱模剂、其他助
剂、增强材料在一定的适宜用量配比下进行复合，制备出的复合材料性能更加稳定，充分兼
顾了高强度、抗剪切等力学性能的要求，大大延长了复合材料本身的使用寿命，在弥补了钢
筋本身隔热保温性能差的缺陷，大大提升了保温性能的同时，其物理性能也完全可以与钢
筋的物理性能媲美，带来了可观的经济效益。
本发明的第二目的在于提供上述复合材料的制备方法，上述制备方法均属于比较
优选的制备方法，方法本身具有能完整保留原料的有效成份的优点，且前后步骤衔接紧密，
方法简单易于操作，操作条件温和。
本发明的第三目的在于提供上述复合材料在建筑材料以及有井开采设备上的应
用，并提供了上述复合材料作为一种保温墙连接件棒材的应用。
本发明的第四目的在于提供复合材料作为上述保温墙连接件棒材的保温墙连接
件。该复合材料的保温连接件具有与钢筋类似的高强度和模量，各方面物理性能优异，完全
满足实际使用状况，可见本发明的复合材料应用非常广泛。
I.复合材料
本发明为了解决现有技术中上述存在的技术问题，提供了一种热固性树脂基复合
材料，这种复合材料既保证了保温性能而且在物理性能上也得到了保证，可以与钢筋的物
理性能相媲美，这种综合性能较优的复合材料在本领域中之前还没有过任何记载，本发明
尚属首创。
本发明的复合材料之所以具有优异的高强度、抗剪切等物理性能，与本发明复合
材料的本身原料配方的选择是分不开的。
本发明复合材料主要由增强纤维材料以及树脂组合物制成。树脂组合物包括热固
性树脂基体、特定pH值的脱模剂、可选的其他助剂。
根据一种实施方式，本发明涉及一种复合材料，包括树脂组合物的固化物和增强
纤维材料。增强纤维材料在树脂组合物的固化物中。
原料用量也可以按照本发明的方案进行控制。为了进一步实现各组分之间的合理
互配使得复合材料的性能更优，用量更优为：以重量计，最终制品中增强纤维材料为70-
80％和树脂组合物为20-30％。例如增强纤维材料还可以选择71％、72％、73％、74％、75％、
78％、80％等。树脂组合物的用量还可以选择21％、22％、24％、26％、28％、30％等。
值得注意的在于，本发明方案的一个重点在于采用特定的热固性树脂基体种类与
特定pH的复合脱模剂进行互配。这些特定的热固性树脂基体包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯、
不饱和聚酯树脂以及双马来酰亚胺树脂中的一种或几种。所制备的复合材料不仅具有优异
的力学性能，同时还具有非常优异的耐腐蚀性。当热固性树脂基体的种类选择为环氧丙烯
酸树脂时，其与复合脱模剂通过协同作用能显著增强保温材料本身的耐腐蚀性能。尤其是
作为墙体材料的混凝土一般呈碱性，因此对保温墙连接件的耐腐蚀性能也提出了一定的要
求。本发明通过大量实践发现采用诸如环氧丙烯酸树脂的热固性树脂基体，与pH在6.0-7.0
之间的脱模剂特别是复合脱模剂进行复配后，耐腐蚀性能大幅度提高，即使受到强碱液的
侵蚀，也依旧能保证优良的力学性能。可见本发明的这种复合材料通过逐步优化，最终综合
性能能够达到最优，当然这与发明人大量的创造性劳动是分不开的。
(1)树脂组合物
树脂组合物包括：热固性树脂基体、pH值为6.0-7.0的脱模剂和任选的其他助剂。
优选的，树脂组合物包括热固性树脂基体100重量份，脱模剂0.5-5重量份，其他助剂1-20重
量份。树脂组合物的原料用量更优为，树脂组合物包括热固性树脂基体100重量份，脱模剂
1-3重量份，任选的其他助剂1-20重量份。
热固性树脂基体可以是自由基可固化的热固性树脂或自由基聚合型热固性树脂。
另外，热固性树脂基体可包括环氧丙烯酸树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂以及双马来酰亚胺
树脂中的一种或几种。只要是增强材料与上述热固性树脂基体均在本发明要保护的范围
内。本发明主要的重点之一在于采用特定的脱模剂与增强纤维材料、热固性树脂基体进行
互配增效后，以达到高性能耐腐蚀的目的。不饱和聚酯树脂可以是间苯型不饱和聚酯树脂
和邻苯型不饱和聚酯树脂。
脱模剂pH值在6.0-7.0之间，例如pH值可以为6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、
6.7、6.8、6.9、7.0等。选用上述pH值的脱模剂制备得到的复合材料，能够在保证符合材料成
型的优良工艺性的同时制备出具有优异的高强度抗剪切性能的复合材料。现有技术中的脱
模剂一般为各类有机酸或有机酯的组合，所以pH值都会维持在4.0左右，甚至更低，这样对
于热固性树脂基体的固化和制品的最终性能是十分不利的。因为本专利所提到的热固性树
脂基体除聚氨酯外，其固化机理均为自由基聚合，酸性物质对于自由基是具有强烈的捕获
能力，从而阻碍树脂基体的固化，进而影响最终产品的性能。而对于聚氨酯来说常用的胺类
固化催化剂也是碱性化合物而能够和酸性物质发生中和反应。因此本发明的发明人通过大
量实践发现采用pH控制在6.0-7.0之间的脱模剂与其他原料互配，有效地缓解了脱模剂的
酸性对于树脂固化和制品性能的不利影响，极大的提高了制品本身的各方面的综合性能，
如力学性能和耐腐蚀性。进一步的，本发明对复合材料的原料配方、以及脱模剂的配方也进
行了进一步的优化，以进一步提高制品的综合性能。
相对于100重量份的热固性树脂基体，脱模剂的用量通常在0.5-5重量份之间，例
如0.5-4重量份，或1-3重量份。相对于100重量份的热固性树脂基体，脱模剂的用量还可以
选择为1重量份、1.5重量份、2.3重量份、4.1重量份、4.5重量份、5重量份等。加量太多或者
太少可能会有不利影响。加入太少起不到脱模效果从而影响材料成型的工艺性，而加入量
太多则使得在最终制品中残留过多脱模剂组分对材料表现出显著的塑化作用，导致材料力
学性能的大幅降低。
其他助剂可以包括引发剂、填料、抗收缩剂中的一种或多种。在一种实施方式中，
其他助剂可以包括填料。在一种实施方式中，其他助剂可以包括引发剂和填料。在一种实施
方式中，引发剂包括自由基引发剂。
(2)增强纤维材料
增强纤维材料可以是现有技术中的那些。增强纤维材料可包括连续纤维、纤维织
物中的一种或两种。连续纤维可包括玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、芳砜纶纤维、碳纤
维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种或几种，更优选为玻璃纤维与玄武岩纤维的混合物。纤
维织物可包括连续毡、表面毡、缝边毡中的一种或几种。只要是常用的增强纤维材料种类均
在本发明的保护范围内。
II.脱模剂
脱模剂为pH值为6.0-7.0的脱模剂。
脱模剂在25℃下的粘度可以为350-700cps，例如400-600cps，或500-600cps。
脱模剂可以是复合脱模剂。复合脱模剂包含以下组分：(a)长链脂肪醇和/或长链
脂肪醚，(b)丙烯酸酯类聚合物，和任选的(c)酸化长链脂肪醇。在一种实施方式中，复合脱
模剂包括以下组分：(a)长链脂肪醇，(b)丙烯酸酯类聚合物，和任选的(c)酸化长链脂肪醇。
在一种实施方式中，复合脱模剂包括：(a)长链脂肪醇和/或长链脂肪醚60-90重量
份，(b)丙烯酸酯类聚合物12-30重量份，(c)酸化长链脂肪醇0-10重量份。在一种实施方式
中，复合脱模剂包括：长链脂肪醇和/或长链脂肪醚65-80重量份、丙烯酸酯类聚合物15-30
重量份和任选的酸化长链脂肪醇1-8重量份。在一种实施方式中，复合脱模剂包括：(a)长链
脂肪醇和/或长链脂肪醚72-78重量份，(b)丙烯酸酯类聚合物15-25重量份，以及任选的(c)
酸化长链脂肪醇2-7重量份。
在一种实施方式中，复合脱模剂包括：(a)长链脂肪醇60-90重量份，(b)丙烯酸酯
类聚合物12-30重量份，(c)酸化长链脂肪醇0-10重量份。在一种实施方式中，复合脱模剂包
括：(a)长链脂肪醇65-80重量份、(b)丙烯酸酯类聚合物15-30重量份和(c)任选的酸化长链
脂肪醇1-8重量份。在一种实施方式中，复合脱模剂包括：(a)长链脂肪醇72-78重量份，(b)
丙烯酸酯类聚合物15-25重量份，以及任选的(c)酸化长链脂肪醇2-7重量份。
必须包括的组分为(a)长链脂肪醇或长链脂肪醚与(b)丙烯酸酯类聚合物。经过
(a)长链脂肪醇或长链脂肪醚与(b)丙烯酸酯类聚合物两种原料互配制备出的复合脱模剂
可以使pH值控制在6.0-7.0之间。
(a)长链脂肪醇/长链脂肪醚
组分(a)为长链脂肪醇和/或长链脂肪醚，即(a1)长链脂肪醇或(a2)长链脂肪醚或
(a3)长链脂肪醇与长链脂肪醚的组合。
长链脂肪醇包括碳原子数为6-20的脂肪醇中的一种或几种。长链脂肪醇可以是
C6-20长链脂肪醇、C8-18长链脂肪醇、或C10-15长链脂肪醇。长链脂肪醇可以是(i)长直链脂肪
醇、或(ii)具有烷基支链或烷基取代基的长链脂肪醇。在一种实施方式中，长链脂肪醇为长
直链脂肪醇。长链脂肪醇包括正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一醇、月桂醇、正十三
醇、以及正十四醇中的一种或几种。长链脂肪醇可以为正癸醇、正辛醇、月桂醇的一种或几
种。长链脂肪醇也可以是具有烷基支链或烷基取代基的长链脂肪醇。如果长链脂肪醇具有
烷基支链或烷基取代基，优选主链碳原子数大于或等于6，优选大于或等于8，更优选大于或
等于10，例如C6-20长链、C8-18长链、或C10-15长链；支链碳原子数优选小于或等于4，更优选小
于或等于3，进一步优选小于后等于2，最优选等于1。
长链脂肪醇在25℃下的粘度可以在350-700cps，优选400-600cps，最优选500-
600cps。
长链脂肪醚可以是具有C6-20长链脂肪烃基、C8-18长链脂肪烃基、或C10-15长链脂肪
烃基的醚。根据一种实施方式，长链脂肪醚具有至少一个C6-20长链烷基，或至少一个C8-18长
链烷基、或至少一个C10-15长链烷基。
长链脂肪醚在25℃下的粘度可以在350-700cps，优选400-600cps，最优选500-
600cps。
长链脂肪醇和/或长链脂肪醚的量可以为60-90重量份，例如65-85重量份，70-80
重量份，或72-78重量份，如67重量份、70重量份、71重量份、73重量份、74重量份、75重量份、
76重量份、77重量份、78重量份、80重量份、87重量份。
(b)丙烯酸酯类聚合物
另外，(b)丙烯酸酯类聚合物的配合使用也是本发明的一个创新点。一方面该组分
能够有效的起到脱模剂的作用且其酸性不强，同时，作为两亲性高分子，其还可以有效的提
高和保证各种填料在树脂组合物中的分散均匀程度，从而在一定程度也对最终制品的力学
性能产生积极的影响。总之，丙烯酸酯类聚合物是代替普通脱模剂中有机酸的优良选择。
(b)丙烯酸酯类聚合物可以是丙烯酸酯类均聚物或丙烯酸酯类共聚物，优选丙烯
酸酯类嵌段共聚物。(b)丙烯酸酯类共聚物可以是以下一种或多种：无规共聚物、嵌段共聚
物、接枝共聚物、或交替共聚物，优选嵌段共聚物。(b)丙烯酸酯类聚合物包括至少一种(甲
基)丙烯酸酯单体单元。(b)丙烯酸酯类聚合物(例如丙烯酸酯类嵌段共聚物)可以包括以下
一种或多种单体单元，例如至少两种单体单元：(i)丙烯酸；(ii)甲基丙烯酸；(iii)丙烯酸
烷基酯，如丙烯酸C1-C15烷基酯、丙烯酸C1-C10烷基酯、丙烯酸C1-C6烷基酯或丙烯酸C1-C4烷
基酯；(iv)甲基丙烯酸烷基酯，如甲基丙烯酸C1-C15烷基酯、甲基丙烯酸C1-C10烷基酯、甲基
丙烯酸C1-C6烷基酯或甲基丙烯酸C1-C4烷基酯；(v)丙烯酸芳基酯，如丙烯酸C6-C20芳基酯、
丙烯酸C6-C15芳基酯、丙烯酸C6-C10芳基酯、或丙烯酸C6-C8芳基酯；(vi)甲基丙烯酸芳基酯，
如甲基丙烯酸C6-C20芳基酯、甲基丙烯酸C6-C15芳基酯、甲基丙烯酸C6-C10芳基酯、或甲基丙
烯酸C6-C8芳基酯；(vii)丙烯酸杂芳基酯，如丙烯酸C3-C20杂芳基酯、丙烯酸C4-C15杂芳基酯、
丙烯酸C5-C10杂芳基酯、或丙烯酸C6-C8杂芳基酯；以及(viii)甲基丙烯酸杂芳基酯，如甲基
丙烯酸C3-C20杂芳基酯、甲基丙烯酸C4-C15杂芳基酯、甲基丙烯酸C5-C10杂芳基酯、或甲基丙
烯酸C6-C8杂芳基酯。丙烯酸酯类嵌段共聚物可以包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙
烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁
酯、丙烯酸戊酯、以及丙烯酸己酯的嵌段共聚物中的一种或几种。丙烯酸酯类嵌段共聚物可
以为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的嵌段共聚物中的一种或几种。
丙烯酸酯类聚合物数均分子量可以控制在5000-50000之间，如6000-40000之间，
8000-30000之间，10000-20000之间。
丙烯酸酯类聚合物的量可以为12-30重量份，例如15-28重量份，15-25重量份，或
20-25重量份，如13重量份16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、21重量份、22重量份、
23重量份、或24重量份。
(c)酸化长链脂肪醇
酸化长链脂肪醇是可选的组分。如果原料中还包含酸化长链脂肪醇，那么(c)酸化
长链脂肪醇可以包括无机酸化长链脂肪醇或有机酸化长链脂肪醇，例如含氧无机酸化长链
脂肪醇。例如，(c)酸化长链脂肪醇可以为硝酸化长链脂肪醇、磷酸化长链脂肪醇、硫酸化长
链脂肪醇中的一种或几种的混合。硝酸化长链脂肪醇可以是硝酸化试剂与长链脂肪醇按一
定摩尔比例反应所得到的产物。磷酸化长链脂肪醇可以是磷酸化试剂(例如五氧化二磷、氧
氯化磷)与长链脂肪醇按一定摩尔比例反应所得到的产物。硫酸化长链脂肪醇可以是磺酸
化试剂与长链脂肪醇按一定摩尔比例反应所得到的产物。在本发明中，酸化长链脂肪醇也
可以称为长链脂肪醇酯。例如，磷酸化长链脂肪醇也可以称为磷酸长链脂肪醇酯。当采用多
元酸酸化时，酸化长链脂肪醇可以是单酯、多元酯以及它们的混合物。例如，磷酸化长链脂
肪醇可以是单酯、二酯、三酯或它们的混合物。
酸化长链脂肪醇可以是酸化C6-20长链脂肪醇、酸化C8-18长链脂肪醇、或酸化C10-15
长链脂肪醇。在一种实施方式中，酸化长链脂肪醇为酸化长直链脂肪醇。酸化长链脂肪醇中
的长链脂肪醇部分可以是上述长链脂肪醇中的哪些。例如，酸化长链脂肪醇包括酸化C6-20
长链脂肪醇，例如酸化C6-20长直链脂肪醇。
酸化长链脂肪醇的量可以为0-10重量份，例如，0-8重量份，或0.5-9重量份，或1-8
重量份，或2-7重量份，如1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份。
(d)其他脱模剂组分
复合脱模剂还可以包括其他脱模剂组分，例如液体石蜡、卵磷脂等。其他脱模剂组
分的量可以为0.01-10重量份，例如0.1-9重量份，或1-8重量份，或2-7.5重量份，或3-7重量
份。其他脱模剂组分的量可以小于或等于10重量份，例如小于或等于9重量份，或小于或等
于8重量份，或小于或等于7.5重量份，或小于或等于7重量份，或小于或等于5重量份。
通过将上述原料互配制备得到的复合脱模剂，不同于现有技术中一般的复合脱模
剂和单一化合物的脱模剂。本发明采用这种复合脱模剂作为原料制备复合材料，并通过原
料之间的协同互配作用，最终可以使得复合材料产品的各方面性能达到优化。
III.制备复合材料的方法
本发明另一方面涉及制备复合材料的方法，包括以下步骤：使包含脱模剂、热固性
树脂基体以及任选的其他助剂的树脂组合物浸入到增强纤维材料，固化成型。
可以采用拉挤成型和树脂传递模塑(RTM)成型两种技术来制备复合材料。
根据一种实施方式，制备复合材料的方法包括以下步骤：将增强纤维材料用包含
所述脱模剂、热固性树脂基体以及任选的其他助剂的树脂组合物浸渍，拉挤固化成型。
根据一种实施方式，制备复合材料的方法包括以下步骤：将包含所述脱模剂、热固
性树脂基体以及任选的其他助剂的树脂组合物注入预成型的增强纤维材料中，采用树脂传
递模塑成型。
本发明除了提供了高性能的复合材料的配方，还提供了上述复合材料的几种较优
的制备方法，其中一种具体工艺步骤包括如下步骤：
将脱模剂、热固性树脂基体、任选的其他助剂混合形成树脂组合物，然后将增强纤
维材料用所述树脂组合物浸渍，拉挤固化成型。
拉挤固化成型中，加热固化的温度最好控制在100-160℃之间。拉挤固化成型后，
进行干燥，干燥的温度最好控制在90-100℃之间。
根据一种实施方式，复合材料的制备方法可以是拉挤成型制备方法，包括以下步
骤：
将增强纤维材料依次通过纱架，胶液浸渍槽，预成型模具，导入到并最终穿过热成
型模具。将上下两层聚酯表面毡通过导毡器，预成型模具，导入到并最终穿过热成型模具。
调节增强纤维材料的支数从而使最终制品的玻璃纤维含量在70-80％。
在一种实施方式中，树脂组合物的配制：按热固性树脂基体、脱模剂、和其他助剂
的顺序加入物料，每加入一种物料需要搅拌10-15min，转速为2500r/min。
设定热成型模具的三段温度为一段105-115℃，二段150-160℃，三段145-155℃。
待温度稳定后进行生产，设定拉挤速度为350-600mm/min，将配好的胶液导入胶液浸渍槽
中，开动设备进行生产，即将胶液浸渍的玻璃纤维纱和聚酯表面毡牵引到热成型模具中，加
热固化后成为型材，通过切割装置切成定长即可。最后将所得复合材料放入到90-100℃烘
箱中后处理固化15h左右。
本发明还提供了另外一种复合材料制备方法，包括如下步骤：
将复合脱模剂与热固性树脂基体、其他助剂混合形成树脂组合物，然后将树脂组
合物注入预成型的增强纤维材料中，采用树脂传递模塑成型、降温后脱模，即得。树脂传递
模塑成型中，合膜成型过程的温度可以控制在135-150℃，保温10min-3h，还有最好降温至
50℃以下，更优选降温到30-40℃之间。
在一种实施方式中，复合材料的制备方法可以是树脂传递模塑(RTM)成型的制备
方法，包括以下步骤：
按照设定形状和预定量将增强纤维材料铺置在下模模具上，同时剪去多余的边角
料(调节铺置量使最终制品的增强材料含量为70-80％)；
可以按照如下组分进行胶液的配置，按热固性树脂基体、复合脱模剂和其他助剂
的顺序加入物料，每加入一种物料需要搅拌10-15min，转速为2500r/min。把铺层好的下模
和上模合拢并将周边封闭和紧固。将模具升温至50℃，随后50℃下将配好的树脂组合物注
射入模具腔中，注意调节注射压力以确保树脂能完全充满模腔并排除气体。同时将模具的
温度在20min内提升至135-150℃，并保温10min-3h；最后降温至50℃以下后分离上下模，随
后将制品取出。
根据本发明实施方式的复合材料的几种制备方法具有能完整保留原料的有效成
份的优点，而且具有方法简单易于操作，操作条件温和等优点。前后步骤之间衔接紧密，每
个操作步骤均是发明人通过大量实践所确定，当然这是众多制备方法中较优的两种制备方
法，并不代表不可以采用其他制备方法。
上述复合材料可以很好的应用于在保温墙连接件上、建筑材料以及油井开采设备
上。采用上述复合材料可以制成一种保温墙连接件棒材，进而该保温墙连接件棒材可作为
保温墙连接件的一部分。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明开发了一种新型的具有高强度、抗剪切的复合材料，通过将热固性树
脂、pH值在6.0-7.0的复合脱模剂、其他助剂和增强纤维材料在一定的适宜用量配比下进行
复合，制备出的复合材料性能更加稳定，充分兼顾了高强度、抗剪切、耐腐蚀等所有性能要
求，大大延长了复合材料本身的使用寿命，并同时带来了可观的经济效益；当热固性树脂选
用环氧丙烯酸树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂以及双马来酰亚胺树脂时，与该复合脱模剂进
行配合，制备的复合材料同时具有优异的力学性能和耐腐蚀性；
(2)本发明的复合材料的制备方法本身具有能完整保留原料的有效成份的优点，
而且具有方法简单易于操作，操作条件温和等优点；
(3)本发明的上述复合材料可很好的应用于保温墙作为连接件上使用，并在建筑
材料以及油井开采设备上也有很好的应用，其具有与钢筋类似的高强度和模量，各方面物
理性能优异，完全满足实际使用状况，可见本发明的复合材料应用广泛，值得大力推广进行
应用。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会
理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体
条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为
可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例
原料与试剂：
玻璃纤维纱：4800Tex，泰山玻璃纤维有限公司。
聚酯表面毡：40g/m2，北京科拉斯科技有限公司。
玻璃纤维连续毡：300g/m2，南京天明复合材料有限公司。
玄武岩纤维纱混合物：4800Tex，江苏天龙玄武岩连续纤维高新科技有限公司。
环氧丙烯酸树脂：MFE36，华东理工大学华昌聚合物有限公司提供。
间苯型不饱和聚酯树脂：MERICAN9406，华东理工大学华昌聚合物有限公司提供。
双马来酰胺树脂：BMI-01，洪湖市双马新材料科技有限公司。
磷酸化直链脂肪醇：自制，将五氧化二磷和直链脂肪醇按1:2(摩尔比)的比例在50
℃下搅拌反应1h，随后加入适量水进行水解，分去水层，用水对油层进行萃取，随后将油层
干燥除水即得。
树脂引发剂：过氧化2-乙基己酸叔丁酯(TBPO)，过氧化苯甲酰(BPO)，过氧化苯甲
酸叔丁酯(TBPB)，均为分析纯。
无机填料：根据工艺可选择重质碳酸钙，滑石粉，高岭土等。
抗收缩剂：DX-700，佛山道柯斯微粉有限公司。
三乙烯二胺：分析纯，南京国晨化工有限公司提供。
环氧树脂和固化剂均苯四甲酸二酐：惠柏新材料科技(上海)股份有限公司提供，
环氧树脂牌号为TF3120。
丙烯酸酯类嵌段共聚物：均为青岛科技大学提供。
异氰酸酯MDI：PM-400，烟台万华聚氨酯股份有限提供。
聚酯多元醇组合料：QX30，南京金陵斯泰潘化学有限公司提供。
硬脂酸锌：化学纯，石家庄市永丰化工塑料助剂厂提供。
实施例1
复合材料的制备方法如下，原料均以重量份数计：
1)将玻璃纤维纱(4800Tex)依次通过纱架，胶液浸渍槽，预成型模具，导入到并最
终穿过热成型模具，将上下两层聚酯表面毡通过导毡器，预成型模具，导入到并最终穿过热
成型模具，调节纤维纱的支数从而使最终制品的玻璃纤维含量在80％，最终制品中树脂组
合物的含量在20％；
2)按照如下组分进行树脂组合物的配置：环氧丙烯酸树脂100重量份，pH值为6.0
的复合脱模剂1.0重量份，其他助剂共15重量份(包括引发剂TBPO/TBPB复配3重量份，滑石
粉5重量份，重质碳酸钙5重量份，抗收缩剂2重量份)，依次按顺序加入物料，每加入一种物
料需要搅拌10-15min，转速为2500r/min；
3)复合脱模剂组成为：月桂醇70重量份、甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯嵌段共聚物(聚
合物中两种单体单元的摩尔比例为1.5:1，数均分子量50000)24重量份、磷酸化正庚醇4重
量份、磷酸化月桂醇4重量份，混合搅拌均匀即得；
4)设定热成型模具的三段温度为一段110℃，二段155℃，三段155℃，待温度稳定
后进行生产，并设定拉挤速度为500mm/min；
5)将树脂组合物导入胶液浸渍槽中，开动设备进行生产，即将胶液浸渍的玻璃纤
维纱和聚酯表面毡牵引到热成型模具中，加热固化后成为型材，通过切割装置切成定长即
可，样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好，最后将
所得复合材料放入到100℃烘箱中后处理固化15h。
实施例2
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：正庚醇80重量份、甲
基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物(聚合物中三种单体单元的摩尔比
例为：甲基丙烯酸甲酯：甲基丙烯酸：甲基丙烯酸丁酯＝2:1:1.5，数均分子量35000)22重量
份、磷酸化正癸醇3重量份。复合脱模剂经检测pH值为6.6，在树脂组合物中的分数为1.2重
量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例3
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：正辛醇87重量份、甲
基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物(聚合物中三种单体单元的摩尔比
例为1:1:1，数均分子量35000)13重量份。复合脱模剂经检测pH值为7.0，在树脂组合物中的
分数为2.2重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效
果良好。
实施例4
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：月桂醇74重量份、甲
基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸丁酯嵌段共聚物(聚合物中三种单体单元的摩尔比
例为：甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸：甲基丙烯酸丁酯＝1.5:1:1.5，数均分子量50000)24重
量份、磷酸化正十四醇3重量份，液体石蜡5重量份。复合脱模剂经检测pH值为6.6，在树脂组
合物中的分数为1.2重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明
脱模剂效果良好。
实施例5
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：正十六醇37重量份、
正辛醇40重量份、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸嵌段共聚物(聚合物中三种单
体单元的摩尔比例为：甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸：甲基丙烯酸丁酯＝1.5:1:1.5，数均分
子量10000)23重量份、磷酸化正辛醇3重量份，液体石蜡5重量份，卵磷脂2.5重量份。复合脱
模剂经检测pH值为6.5，在树脂组合物中的分数为1.2重量份。样品在生产过程中表面始终
光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例6
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：正十二醚67重量份、
甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-甲基丙烯酸嵌段共聚物(聚合物中三种单体单元的摩尔比例
为：甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸：甲基丙烯酸丁酯＝1.5:1:1.5，数均分子量10000)23重量
份、磷酸化正庚醇3重量份，液体石蜡5重量份，卵磷脂2.5重量份。复合脱模剂经检测pH值为
6.5，在树脂组合物中的分数为1.2重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉
渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例7
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：月桂醇30重量份、正
十二醚37重量份、聚丙烯酸丁酯(数均分子量20000)23重量份、磷酸化月桂醇3重量份，液体
石蜡5重量份，卵磷脂2.5重量份。复合脱模剂经检测pH值为6.5，在树脂组合物中的分数为
1.2重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良
好。
实施例8
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是脱模剂使用正辛醇，脱模剂经检测pH值为
7.0，在树脂组合物中的分数为4.0重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉
渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例9
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是复合脱模剂组成为：正辛醇70重量份、磷
酸化正辛醇20重量份。脱模剂经检测pH值为7.0，在树脂组合物中的分数为1.6重量份。样品
在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例10
其他操作步骤与实施例1基本相同，只是脱模剂为磷酸化月桂醇，检测pH值为6.9，
在树脂组合物中的分数为0.6重量份。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和
缺角，说明脱模剂效果良好。
实施例11
复合材料的制备方法如下，原料均以重量份数计：
1)按照设定形状和预定量将玻璃纤维连续毡和玻璃纤维纱/玄武岩纤维纱混合物
(混合物的组成比例为：以重量含量计，玻璃纤维80％，玄武岩纤维20％)铺置在下模模具
上，同时剪去多余的边角料(调节铺置量使最终制品的增强纤维材料含量为70％)，树脂组
合物的含量在30％；
2)制备复合脱模剂：月桂醇72重量份、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-丙烯酸丁酯
嵌段共聚物(聚合物中三种单体单元的摩尔比例为：甲基丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸：甲基丙
烯酸丁酯＝1.5:1:1.5，数均分子量35000)20重量份、磷酸化正辛醇3重量份，搅拌均匀即
得，复合脱模剂经检测pH值为6.6；
3)按照如下组分进行树脂组合物的配置：环氧丙烯酸树脂100重量份，复合脱模剂
1.2重量份，其他助剂15重量份(引发剂BPO3重量份，高岭土5重量份，重质碳酸钙6重量份，
抗收缩剂1重量份)，依次按顺序加入物料，每加入一种物料需要搅拌10-15min，转速为
2500r/min；
4)把铺层好的下模和上模合拢并将周边封闭和紧固。将模具升温至50℃，随后50
℃下将配好的树脂组合物注射入模具腔中，注意调节注射压力以确保树脂能完全充满模腔
并排除气体。同时将模具的温度在20min内提升至135℃，并保温10min；
5)降温至50℃以下后分离上下模，随后将制品取出。制品脱模良好，表面光滑，没
有裂纹，凹槽和气泡。
实施例12
具体工艺步骤与本发明的实施例11基本相同，只是将树脂基体改为聚氨酯胶液，
聚氨酯胶液组成为：按重量计，异氰酸酯MDI 49.9％、聚酯多元醇组合料49.9％，三乙烯二
胺0.2％。所得制品脱模良好，表面光滑，没有裂纹，凹槽和气泡。
实施例13
具体工艺步骤与本发明的实施例11基本相同，只是将树脂基体改为间苯型不饱和
聚酯树脂。所得制品脱模良好，表面光滑，没有裂纹，凹槽和气泡。
实施例14
具体工艺步骤与本发明的实施例11基本相同，只是将树脂基体改为间苯型不饱和
聚酯/双马来酰胺树脂混合物，组成为：以重量计，间苯型不饱和聚酯树脂50.0％，双马来酰
亚胺树脂50.0％。所得制品脱模良好，表面光滑，没有裂纹，凹槽和气泡。
比较例1
具体工艺步骤与本发明的实施例2基本相同，只是将pH值为6.6的复合脱模剂替换
为pH值约为4的市售液体脱模剂(美国AXEl公司PUL24)，具体用量不变。样品在生产过程中
表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
比较例2
具体工艺步骤与本发明的实施例2基本相同，只是将pH值为6.6的复合脱模剂替换
为硬脂酸锌，具体用量不变。样品在生产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明
脱模剂效果良好。
比较例3
具体工艺步骤与本发明的实施例1基本相同，只是将复合脱模剂的组成为：正辛醇
25重量份、月桂醇25重量份、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯嵌段共聚物(数均分子量50000)
10重量份、磷酸化正壬醇25重量份混合搅拌均匀即得，pH值为4.9，具体用量不变。样品在生
产过程中表面始终光滑，没有裂纹、掉渣和缺角，说明脱模剂效果良好。
比较例4
具体工艺步骤与本发明的实施例11基本相同，只是将树脂基体改为环氧树脂组合
物，环氧树脂组合物组成为：按重量计，环氧树脂48.0％、固化剂均苯四甲酸二酐52.0％。同
时，其他助剂共12重量份(滑石粉5重量份，重质碳酸钙5重量份，抗收缩剂2重量份)。所得制
品脱模良好，表面光滑，没有裂纹，凹槽和气泡。
表1采用拉挤成型法的实施例和比较例的脱模剂(份数为重量份)
![]()
![]()
表2采用树脂传递模塑(RTM)成型法的实施例和比较例(份数为重量份)
![]()
注：表中脱模剂用量为相对于100重量份的热固性树脂基体的用量。
实验例1：性能测试
将本发明实施例1-14、比较例1-4制备得到的复合材料的性能进行对比，纵向拉伸
强度和模量测试按照GB/T 1447-2005中规定的方法进行测定，纵向弯曲强度和模量测试按
照GB/T 1449-2005中规定的方法进行测定，短梁剪切强度的测试按照ASTM D2344/D2344M-
13中规定的方法进行测试，具体检测结果如下表3所示：
表3性能检测结果
![]()
从表3的结果可以看出，本发明采用的复合脱模剂与胶液其他组分的配合使用达
到了良好的效果，在保证良好脱模效果的前提下没有对复合材料的性能(尤其是抗剪切性
能)产生明显的不利影响。本发明所制备产品的性能(尤其是抗剪切性能)显著高于通过传
统脱模剂所制备的制品。通过表3的数据可以看出，所制备复合材料的性能十分优良，基本
与高性能的环氧树脂持平，拉伸强度基本在1000MPa作用，短梁剪切的强度甚至达到了
60MPa以上。但通过比较例1和2可以看出，无论使用市售的pH为4.0的脱模剂还是硬脂酸锌，
都对树脂的性能产生了不利影响。强酸性的固化剂能够捕捉自由基从而影响树脂固化，最
终降低制品的力学性能。硬脂酸锌则是由于均布的聚集导致的缺陷造成制品力学性能下
降。同时，通过比较例3可以看出，需控制复合脱模剂的配方，否则无法达到pH在6.0-7.0之
间的要求，从而也会造成制品力学性能的降低。
另外，对比实施例1、2、3、8和9制品的性能可以看出，实施例2所得制品的力学性能
最高，这说明除了要考虑脱模剂的pH值外还需整体考虑配方的工艺性。虽然，pH7.0的复合
脱模剂已经把对树脂固化的不利影响降到了最低，但是复合脱模剂组分中酸化脂肪醇的润
滑性最好，因此该组份含量很低的复合脱模剂的润滑脱模效果就不很理想，此时就要通过
加大脱模剂引入量来解决此问题。但是大量脱模剂的引入会在最终制品中产生塑化作用，
促使增强纤维和树脂基体间产生滑移，从而表现为力学性能的降低。同时，通过实施例10也
可以看出，单独使用酸化脂肪醇作为脱模剂虽然能够达到很好的效果(表现为加入很少量
的脱模剂即可取得良好的工艺效果)，但是由于失去了丙烯酸酯类聚合物的特殊作用(均匀
分散填料和包裹填料上吸附水分)，因此所得制品的性能也相对于实施例1稍有降低。
总之，采用本发明所提出的复合脱模剂就成为了兼顾制品性能和成型工艺性的最
优化选择。
实验例2：耐腐蚀性测试
23±2℃下，将实施例1-3、11以及比较例4所制备的建筑复合墙板用保温连接件棒
芯分别在pH值为12的氢氧化钠水溶液中浸泡1000h和3000h，随后干燥除去表面水分后进行
纵向拉伸强度和模量以及纵向弯曲强度和模量的测试后计算力学强度的保有率。所得而结
果如表4所示。
表4耐腐蚀性检测结果
![]()
从表4中的数据可以看出，得益于特定的树脂类型优良的耐腐蚀性、优化的配方选
择和胶液均匀的分散状态、以及增强材料与树脂之间坚固的结合力，通过本发明实施例所
制备的棒芯表现出卓越的抗碱液腐蚀性。在经历了长达3000h的浸泡后，制品的力学性能基
本没有明显降低。通过理论计算可以得知，这样的实验结果能够保证所制备棒芯能够在实
际条件下的混凝土建筑中存在100年且没有明显的力学性能下将。并且通过大量实验结果
还发现，通过特定pH的复合脱模剂和这几种热固性树脂进行配伍，同时提高了力学性能和
耐腐蚀性，当采用环氧聚丙烯树脂时，耐腐蚀性能可达到最佳。
同时，通过实施例11的数据也可以看出，玄武岩纤维/玻璃纤维的混合使用是相比
于单独使用玻璃纤维的优化组合，表现为性能基本一致的基础上耐碱性的提高。这是因为，
玄武岩纤维主要成分为各种硅酸盐，因此对强碱腐蚀呈现明显的惰性，相比于玻璃纤维更
加的耐碱液腐蚀。从而，使用两者的混合物是比较理想的选择。
但是比较例4中制品则受到碱液的腐蚀，其力学性能下降明显，在浸泡3000后其力
学性能有近50％的降低，说明环氧树脂基复合材料的力学性能虽然非常优异，但是其耐腐
蚀较差。因此作为本发明热固性树脂种类，优选的为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯、双马来酰亚
胺树脂的一种或几种，最佳选择为环氧丙烯酸树脂。本发明的核心内容之一是复合脱模剂
与特定树脂的配合使用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的
精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中
包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。