本发明专利技术公开了一种ZrO2-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料，其制备方法包括以下步骤：将环氧树脂体系溶解于有机溶剂中，然后添加ZrO2-MWCNTs，搅拌混匀后超声分散30min，将其均匀喷涂在圆形的玻璃片上，常温放置30min，110℃烘烤1h，220℃烘烤1.5h，得ZrO2-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料。该方法将多壁碳纳米管(MWCNTs)和二氧化锆(ZrO2)结合制成ZrO2-MWCNTs纳米杂化材料，通过搅拌、超声分散使其分散在环氧树脂体系中，制得的ZrO2-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料相对于环氧树脂，在提高韧性、耐腐蚀性的同时，耐磨性得到明显的提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料的制备领域，具体涉及一种Zr02-MWCNTs/环氧树脂体系复合 材料的制备方法。
技术介绍
环氧树脂作为一种常用的热固性塑料，具有优异的力学性能、低收缩力、耐化学腐 蚀以及热稳定性，因而在石油管道、小汽车、机械等领域得到了广泛的应用。随着其应用领 域的不断扩大，人们对环氧树脂的耐磨性提出了越来越高的要求，然而，由于环氧树脂在固 化的过程中呈现三维交联网状结构，导致其摩擦磨损性能较差。 碳纳米管（Carbonnanotubes，CNTs)因其具有独特的结构、电学、力学、储氢等特 能，所以在纳米电子器件、超强复合材料、储氢材料、催化剂载体等诸多新领域有着非常广 泛的应用前景。此外，碳纳米管类似于石墨结构赋予其良好的润滑性能，使其可以作为润滑 剂和耐磨材料添加到环氧树脂中改善环氧树脂的耐磨性。但现有技术中将碳纳米管添加到 环氧树脂中，其环氧树脂的耐磨性能并不能得到非常有效的改善。
技术实现思路
本专利技术针对上述不足之处而提供的一种ZrOfMWCNTs/环氧树脂体系复合材料的 制备方法，将多壁碳纳米管（MWCNTs)和二氧化锆（Zr02)结合制成Zr02-MWCNTs纳米杂化材 料，然后通过搅拌、超声分散等操作，使其分散在环氧树脂体系中，制得的Zr02-MffCNTs/环 氧树脂体系复合材料相对于环氧树脂，在提高韧性、耐腐蚀性的同时，耐磨性得到明显的提 尚。 为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： -种Zr02-MffCNTs/环氧树脂体系复合材料的制备方法，包括以下步骤：将环氧树 脂体系溶解于有机溶剂中，然后添加Zr02-MWCNTs粉末，搅拌混匀后超声分散30min，将其均 匀喷涂在圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后110°C烘烤lh，最后220°C烘烤1. 5h，得 Zr02-MffCNTs/环氧树脂体系复合材料；其中环氧树脂体系是环氧树脂和固化剂的混合物； 有机溶剂为环己酮和二甲苯体积比为1:1的混合物；所添加的Zr02-MffCNTs粉末重量占环 氧树脂体系重量的1 %~5%。 进一步地，环氧树脂重量占环氧树脂体系重量的82. 5%。 进一步地，环氧树脂体系与有机溶剂的质量体积比为1:4。 进一步地，Zr02_MWCNTs粉末重量占环氧树脂体系重量的1%~3%。 本专利技术提供的一种Zr02-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料及其制备方法，具有以 下几种有益效果： (1)将多壁碳纳米管（MWCNTs)和二氧化锆（Zr02)结合制成Zr02_MWCNTs纳米杂化 材料，然后通过搅拌、超声分散等操作，使其分散在环氧树脂体系中，制得的Zr02-MWCNTs/ 环氧树脂体系复合材料相对于环氧树脂，在提高韧性、耐腐蚀性的同时，耐磨性得到明显的 提尚。 (2)该制备方法简单，成本低，可批量生产。【附图说明】 图1为样品1放大10000倍的SEM图片； 图2为样品1放大30000倍的SEM图片； 图3为样品2放大10000倍的SEM图片； 图4为样品2放大30000倍的SEM图片； 图5为样品3放大10000倍的SEM图片； 图6为样品3放大30000倍的SEM图片； 图7为样品4放大10000倍的SEM图片； 图8为样品4放大30000倍的SEM图片。【具体实施方式】 实施例1Zr02-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料样品1的制备： 将20g环氧树脂体系（16. 5g环氧树脂E51和3. 5gEponHPT1061固化剂）溶 解于80mL有机溶剂（环己酮：二甲苯=1:1，体积比）中，然后添加lgZr02_MWCNTs粉末 (通过溶胶-凝胶法制备，制备时MWCNTs和四氯化锆重量比为1:1)，搅拌混匀后超声分散 30min，配成含Zr02-MWCNTs粉末5 % (相对于环氧树脂体系）的混合浆液，将其均匀喷涂在 圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后110°C烘烤lh，最后220°C烘烤1. 5h，得到样品1， 重量为57. 9267g。 其中，Zr02-MWCNTs粉末的制备方法为：称取0.lg的羧基多壁碳纳米管加入含 50mL乙醇和去离子水的混合溶液（乙醇：去离子水=1:1，体积比）的烧杯中，再向烧杯 中加入0.lg的ZrCl4，然后缓慢向烧杯中滴加氨水，调节其pH值至pH多9. 5,超声分散 30min后置于磁力搅拌器上，常温下强烈搅拌4h，减压抽滤，烘干，最后500°C下煅烧2h，获 得Zr02_MWCNTs粉末 0. 1434g。 实施例2 Zr02-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料样品2的制备： 将20g环氧树脂体系（16. 5g环氧树脂E51和3. 5gEponHPT1061固化剂）溶解 于80mL有机溶剂（环己酮：二甲苯=1:1，体积比）中，然后添加0? 6gZr02_MWCNTs粉末 (通过溶胶-凝胶法制备，制备时MWCNTs和四氯化锆重量比为1:1)，搅拌混匀后超声分散 30min，配成含Zr02-MWCNTs粉末3 % (相对于环氧树脂体系）的混合浆液，将其均匀喷涂在 圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后110°C烘烤lh，最后220°C烘烤1. 5h，得到样品2， 重量为55. 4291g。 其中，Zr02_MWCNTs粉末的制备方法同实施例1。 实施例3 Zr02_MWCNTs/环氧树脂体系复合材料样品3的制备： 将20g环氧树脂体系（16. 5g环氧树脂E51和3. 5gEponHPT1061固化剂）溶解 于80mL有机溶剂（环己酮：二甲苯=1:1，体积比）中，然后添加0? 2gZr02-MWCNTs粉末 (通过溶胶-凝胶法制备，制备时MWCNTs和四氯化锆重量比为1:1)，搅拌混匀后超声分散 30min，配成含Zr02-MffCNTs粉末1% (相对于环氧树脂体系）的混合浆液，将其均匀喷涂在 圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后110°C烘烤lh，最后220°C烘烤1. 5h，得到样品3， 重量为57. 5092g。 其中，Zr02_MWCNTs粉末的制备方法同实施例1。 实施例4 Zr02-MWCNTs/环氧树脂体系复合材料样品4的制备： 将20g环氧树脂体系（16. 5g环氧树脂E51和3. 5gEponHPT1061固化剂）溶解 于80mL有机溶剂（环己酮：二甲苯=1:1，体积比）中，搅拌混匀后超声分散30min，配成不 含Zr02_MWCNTs粉末的混合浆液，将其均匀喷涂在圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后 110°C烘烤lh，最后220°C烘烤1. 5h，得到样品4,重量为58. 5234g。 对Zr02_MWCNTs/环氧树脂体系复合材料进行SEM实验和耐磨性实验： SEM实验：分别将样品1、样品2、样品3和样品4脆断后表面喷金，在JSM-7500F型 扫描电子显微镜下进行观察和拍照，观察不同比例纳米粉体在树脂中的分散情况，结果见 图 1-8〇 耐磨性实验：用B⑶523ABRASER型耐磨仪测试样品1、样品2、样品3、样品4的 耐磨性，每个样品进行3次实验，计算记录磨损前后重量，每次的损失量及最终的平均损 失量。耐磨仪主要参数：采用美国CS-17转子，载荷lkg，旋转圈数10本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ZrO2‑MWCNTs/环氧树脂体系复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将环氧树脂体系溶解于有机溶剂中，然后添加ZrO2‑MWCNTs粉末，搅拌混匀后超声分散30min，将其均匀喷涂在圆形的玻璃片上，常温下放置30min，然后110℃烘烤1h，最后220℃烘烤1.5h，得ZrO2‑MWCNTs/环氧树脂体系复合材料；其中环氧树脂体系是环氧树脂和固化剂的混合物；有机溶剂为环己酮和二甲苯体积比为1:1的混合物；所添加的ZrO2‑MWCNTs粉末重量占环氧树脂体系重量的1％～5％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何毅，
申请(专利权)人：成都石大力盾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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