一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是一種環(huán)氧樹脂和聚磷腈納米微球的復(fù)合材料的制備方法。先制備聚磷腈納米微球，超聲條件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯環(huán)三磷腈與4,4’-二羥基二苯醚進(jìn)行縮合反應(yīng)，加入環(huán)氧氯丙烷，并滴加氫氧化鈉水溶液，制備得到環(huán)氧基團(tuán)修飾的聚磷腈納米微球，將得到的聚磷腈納米微球加入到溶有環(huán)氧樹脂的丙酮溶液中，并加入固化劑，超聲分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，將混合物倒入模具，經(jīng)固化得到聚磷腈納米微球/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。采用本發(fā)明技術(shù)方案獲得的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸性能、抗沖擊性能和熱穩(wěn)定性。
【專利說明】一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是一種環(huán)氧樹脂和聚磷腈納米微球的復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂是目前工業(yè)應(yīng)用最廣泛的一種熱固性樹脂材料，其本身性能較差，只有與固化劑進(jìn)行固化反應(yīng)形成三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，才呈現(xiàn)出良好的物理、化學(xué)性能，其對金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強度，耐高低溫性，介電性能良好，收縮率小易加工成型，對堿及大部分溶劑穩(wěn)定，因此可應(yīng)用于航天航空、電子封裝、輕工、建筑、機械等領(lǐng)域。但環(huán)氧樹脂質(zhì)地較脆，特別是拉 伸性能和抗沖擊性能較差，使其應(yīng)用受到一定的限制，因此提高其力學(xué)性能是學(xué)術(shù)研究熱點之一。
[0003]國內(nèi)外對環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的增韌增強研究側(cè)重在采用納米粒子效應(yīng)的填充改性方面，已報道的納米粒子填充改性劑有納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米二氧化硅、碳納米管、有機蒙脫土等。但在填充改性過程中，容易發(fā)生納米粒子的團(tuán)聚，從而導(dǎo)致分散不均和與基體樹脂界面相容性較差，進(jìn)而引發(fā)復(fù)合材料力學(xué)性能顯著下降的問題。另外，由于大多無機納米粒子表面無活性點，填充改性前必須對其進(jìn)行表面處理，而這一過程需要經(jīng)過復(fù)雜的多不化學(xué)反應(yīng)，給生產(chǎn)工藝帶來不便。另據(jù)文獻(xiàn)報道，復(fù)雜的修飾過程也會對納米粒子的結(jié)構(gòu)和形貌產(chǎn)生破壞，使其喪失部分功能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，即通過加入聚磷腈納米微球改性的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，制備得到的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有優(yōu)異的拉伸性能、抗沖擊性能和熱穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟:
[0006](I)聚磷腈納米微球制備:在超聲條件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯環(huán)三磷腈與4，4’ - 二羥基二苯醚進(jìn)行縮合反應(yīng)，加入環(huán)氧氯丙烷，并滴加氫氧化鈉水溶液，恒溫制備得到環(huán)氧基團(tuán)修飾的聚磷腈納米微球；
[0007]其中，所述的六氯環(huán)三磷腈、4，4’ - 二羥基二苯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:(2-5): (4-8)，作為優(yōu)選，六氯環(huán)三磷腈、4，4’ - 二羥基二苯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:3:6。
[0008]所述的縮合反應(yīng)的條件為:30-60°C下反應(yīng)30-90分鐘，作為優(yōu)選，縮合反應(yīng)的條件是40°C下反應(yīng)60分鐘。
[0009]所述的氫氧化鈉水溶液的重量百分比濃度為10-40%，作為優(yōu)選，氫氧化鈉水溶液的重量百分比為25%，氫氧化鈉與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為(5-7):1。
[0010]所述的恒溫制備的條件為30-60°C，反應(yīng)8-15小時，作為優(yōu)選，恒溫制備的條件為:40°C下反應(yīng)10小時。[0011]所述的環(huán)氧基團(tuán)修飾的聚磷腈納米微球的結(jié)構(gòu)式如下:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟， (1)聚磷腈納米微球制備:在超聲條件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯環(huán)三磷腈與4，4’ - 二羥基二苯醚進(jìn)行縮合反應(yīng)，加入環(huán)氧氯丙烷，并滴加氫氧化鈉水溶液，恒溫制備得到環(huán)氧基團(tuán)修飾的聚磷腈納米微球。 (2)復(fù)合材料制備:將步驟(1)所得到的聚磷腈納米微球加入到溶有環(huán)氧樹脂的丙酮溶液中，并加入固化劑，超聲分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，將混合物倒入模具，經(jīng)固化得到聚磷腈納米微球/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的環(huán)氧基團(tuán)修飾的聚磷腈納米微球的結(jié)構(gòu)式為:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，所述的六氯環(huán)三磷腈、4，4’-二羥基二苯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1: (2-5): (4-8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的縮合反應(yīng)的條件為:30-60°C下反應(yīng)30-90分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的氫氧化鈉水溶液的重量百分比濃度為10-40%，氫氧化鈉與六氯環(huán)三磷腈的摩爾比為(5-7):1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的恒溫制備的條件為30-60°C，反應(yīng)8-15小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述的環(huán)氧樹脂、聚磷腈納米微球的添加比例為1: (0.05%-10%)，丙酮的添加量為5-15%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的去除丙酮的條件為:真空度80-120Pa，溫度為30-50°C，處理時間為5_12小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述的固化條件為:依次在90°C下I小時，130°C下2小時，160°C下I小時處理；固化劑為二乙烯三胺。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的一種環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，六氯環(huán)三磷腈、4，4’ - 二羥基二苯醚與環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:3:6 ;縮合反應(yīng)的條件是40°C下反應(yīng)60分鐘；氫氧化鈉水溶液的重量百分比為25% ;恒溫制備的條件為40°C下反應(yīng) 10小時。
【文檔編號】C08L63/00GK103694632SQ201310634917
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】趙正平, 計建炳 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院工業(yè)研究院