一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶5‑20份、端羧基丁腈橡胶2‑10份、氧化锌0.1‑0.5份、硬脂酸0.3‑1份、硫磺0.3‑1份、促进剂CZ 0.1‑0.5份、纳米二氧化钛2‑5份、氧化石墨烯1‑3份、纳米碳酸钙2‑5份、六苯氧基环三磷腈2‑8份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷1‑5份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑1‑3份、胺化木质素2‑8份、聚醚胺7‑15份、稀释剂5‑15份、消泡剂0.3‑2份、离子液体2‑4份。本发明专利技术提出的含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其韧性好，阻燃性能和耐热性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料
本专利技术涉及环氧树脂
，尤其涉及一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料。
技术介绍
环氧树脂固化后质脆，冲击韧性、抗弯强度差，当其负载或者因缺陷产生微裂纹时容易迅速扩散而使其失效。所以，需要对其进行增韧处理以提高其冲击韧性；同时环氧树脂的氧指数一般是在18-20左右，即其在空气中是可燃的，在受外部热源的持续作用下时即会发生燃烧，限制了其在部分领域的应用。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其韧性好，阻燃性能和耐热性能优异。本专利技术提出的一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶5-20份、端羧基丁腈橡胶2-10份、氧化锌0.1-0.5份、硬脂酸0.3-1份、硫磺0.3-1份、促进剂CZ0.1-0.5份、纳米二氧化钛2-5份、氧化石墨烯1-3份、纳米碳酸钙2-5份、六苯氧基环三磷腈2-8份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷1-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-3份、胺化木质素2-8份、聚醚胺7-15份、稀释剂5-15份、消泡剂0.3-2份、离子液体2-4份。优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧值为0.5-0.55。优选地，所述端羧基丁腈橡胶的相对分子量为3000-3400，丙烯腈含量为15-18wt％，羧值为0.4-0.45mmol/L。优选地，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将硫酸氧钛水溶液于室温下搅拌，过滤后加入分散剂、硝酸镧和硝酸铈混合均匀，加入草酸铵水溶液，搅拌后调pH值至7，加热搅拌蒸干，在500-680℃下煅烧，得到物料A；将低含氢硅油、丁炔二醇二乙氧基醚、氯铂酸加入异丙醇中，在氮气的保护下回流反应5-9h，反应结束后旋蒸得到物料B；在氮气的保护下，将聚乙二醇、物料B与二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌反应3-5h，在90-95℃下加入1,4-丁二醇，搅拌反应3-5h，加入物料A、氢氧化铝和二甲基甲酰胺，回流反应3-5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛。优选地，在改性纳米二氧化钛的制备过程中，硫酸氧钛水溶液中的硫酸氧钛、硝酸镧、硝酸铈、草酸铵的重量比为20-25：1-5：2-8：8-12；低含氢硅油、丁炔二醇二乙氧基醚的重量比为1-1.2：1；聚乙二醇、物料B、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇、物料A、氢氧化铝的重量比为5-15：4-11：10-25：1-3：2-9：8-15。优选地，所述氧化石墨烯为γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性氧化石墨烯。优选地，所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚按重量比为2-10：4-9的混合物。优选地，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐、1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓按重量比为3-11：4-10的混合物；以1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐与1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓的混合物配合作为离子液体加入体系中，在体系中分散均匀，降低了环氧体系的固化温度，一方面，与体系中的顺丁橡胶、端羧基丁腈橡胶、纳米碳酸钙配合起到了增塑的作用，提高了复合材料的冲击性能，使复合材料的冲击强度提高了135％以上，另一方面，与六苯氧基环三磷腈、八氨苯基笼型倍半硅氧烷、氧化石墨烯和纳米二氧化钛配合，提高了复合材料的阻燃性能，使复合材料的氧指数达到35.9％以上。本专利技术所述含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料中，以环氧树脂为主料，同时加入了顺丁橡胶和端羧基丁腈橡胶进行了改性，并具体选择了氧化锌、硫磺、促进剂CZ为硫化体系，促进了环氧树脂的固化，赋予复合材料优异的耐低温性和抗冲击性，改善了单纯的环氧树脂质地硬脆的缺陷；优选方式改性纳米二氧化钛的制备过程中，首先以硫酸氧钛、硝酸镧、硝酸铈和草酸铵为原料，通过控制反应的条件，得到了镧和铈掺杂的二氧化钛物料A，以低含氢硅油和丁炔二醇二乙氧基醚为原料，同时以氯铂酸为催化剂，使低含氢硅油和丁炔二醇二乙氧基醚发生了硅氢加成反应，得到了物料B，之后在聚氨酯制备的过程中，加入了物料A、物料B和氢氧化铝，从而将聚氨酯、硅、镧、铈和氢氧化铝与二氧化钛结合为一体，得到了改性纳米二氧化钛，将其加入体系中，在体系中分散均匀，提高了纳米二氧化钛和氢氧化铝在体系中的分散性，与体系中的八氨苯基笼型倍半硅氧烷、氧化石墨烯和六苯氧基环三磷腈配合，提高了炭层的石墨化程度，形成致密的炭层，赋予复合材料优异的阻燃性，同时在炭层表面存在二氧化硅保护层，提高了复合材料的抗热氧化性能；刚性分子胺化木质素加入体系中，与2-乙基-4-甲基咪唑、聚醚胺配合作为固化体系，固化速度快，得到的复合材料拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度高和热稳定性能高。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶20份、端羧基丁腈橡胶2份、氧化锌0.5份、硬脂酸0.3份、硫磺1份、促进剂CZ0.1份、纳米二氧化钛5份、氧化石墨烯1份、纳米碳酸钙5份、六苯氧基环三磷腈2份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷5份、2-乙基-4-甲基咪唑1份、胺化木质素8份、聚醚胺7份、稀释剂15份、消泡剂0.3份、离子液体4份。实施例2本专利技术提出的一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶5份、端羧基丁腈橡胶10份、氧化锌0.1份、硬脂酸1份、硫磺0.3份、促进剂CZ0.5份、纳米二氧化钛2份、氧化石墨烯3份、纳米碳酸钙2份、六苯氧基环三磷腈8份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷1份、2-乙基-4-甲基咪唑3份、胺化木质素2份、聚醚胺15份、稀释剂5份、消泡剂2份、离子液体2份。实施例3本专利技术提出的一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶17份、端羧基丁腈橡胶5份、氧化锌0.4份、硬脂酸0.5份、硫磺0.9份、促进剂CZ0.16份、纳米二氧化钛4.3份、氧化石墨烯1.6份、纳米碳酸钙4.5份、六苯氧基环三磷腈3份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、胺化木质素7份、聚醚胺8份、稀释剂13份、消泡剂1份、离子液体3.7份；其中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧值为0.5；所述端羧基丁腈橡胶的相对分子量为3400，丙烯腈含量为15wt％，羧值为0.45mmol/L；所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将硫酸氧钛水溶液于室温下搅拌，过滤后加入分散剂、硝酸镧和硝酸铈混合均匀，加入草酸铵水溶液，搅拌后调pH值至7，加热搅拌蒸干，在500℃下煅烧，得到物料A；将低含氢硅油、丁炔二醇二乙氧基醚、氯铂酸加入异丙醇中，在氮气的保护下回流反应9h，反应结束后旋蒸得到物料B；在氮气的保护下，将聚乙二醇、物料B与二苯基甲烷二异氰酸酯混合，搅拌反应3h，在95℃下加入1,4-丁二醇，搅拌反应3h，加入物料A、氢氧化铝和二甲基甲酰胺，回流反应5h，反应结束后过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化钛；在改性纳米二氧化钛的制备过程中，硫酸氧钛水溶液中的硫酸氧钛、硝酸镧、硝酸铈、草酸铵的重量比为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶5‑20份、端羧基丁腈橡胶2‑10份、氧化锌0.1‑0.5份、硬脂酸0.3‑1份、硫磺0.3‑1份、促进剂CZ 0.1‑0.5份、纳米二氧化钛2‑5份、氧化石墨烯1‑3份、纳米碳酸钙2‑5份、六苯氧基环三磷腈2‑8份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷1‑5份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑1‑3份、胺化木质素2‑8份、聚醚胺7‑15份、稀释剂5‑15份、消泡剂0.3‑2份、离子液体2‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括：环氧树脂100份、顺丁橡胶5-20份、端羧基丁腈橡胶2-10份、氧化锌0.1-0.5份、硬脂酸0.3-1份、硫磺0.3-1份、促进剂CZ0.1-0.5份、纳米二氧化钛2-5份、氧化石墨烯1-3份、纳米碳酸钙2-5份、六苯氧基环三磷腈2-8份、八氨苯基笼型倍半硅氧烷1-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-3份、胺化木质素2-8份、聚醚胺7-15份、稀释剂5-15份、消泡剂0.3-2份、离子液体2-4份。2.根据权利要求1所述含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧值为0.5-0.55。3.根据权利要求1或2所述含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述端羧基丁腈橡胶的相对分子量为3000-3400，丙烯腈含量为15-18wt％，羧值为0.4-0.45mmol/L。4.根据权利要求1-3中任一项所述含纳米二氧化钛的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述纳米二氧化钛为改性纳米二氧化钛；所述改性纳米二氧化钛按照以下工艺进行制备：将硫酸氧钛水溶液于室温下搅拌，过滤后加入分散剂、硝酸镧和硝酸铈混合均匀，加入草酸铵水溶液，搅拌后调pH值至7，加热搅拌蒸干，在500-680℃下煅烧，得到物料A；将低含氢硅油、丁炔二醇二乙氧基醚、氯铂酸加入异丙醇中，在氮气的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李侠，
申请(专利权)人：李侠，
类型：发明
国别省市：安徽,34