本发明专利技术涉及环氧树脂复合材料技术领域，且公开了一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，纳米二氧化硅表面的羟基与丁二醇中的氢在高温下脱水，形成化学键合，得到了丁二醇改性二氧化硅，在催化剂作用下，丁二醇改性纳米二氧化硅的羟基与环氧树脂发生反应并形成接枝，二氧化硅与环氧树脂产生化学键合，使纳米二氧化硅均匀的分散在环氧树脂基体中，而纳米二氧化硅本身为刚性粒子，当酚醛树脂基体受到冲击时产生微裂纹，裂纹前端选择最薄弱点进行开裂，阻止了裂纹的进一步扩展，有效地提高了复合材料的力学性能，二氧化硅作为化学交联点，提高了环氧树脂材料的空间交联程度和交联密度，从而有效地提高了复合材料的热稳定性。从而有效地提高了复合材料的热稳定性。从而有效地提高了复合材料的热稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料及制备方法
[0001]本专利技术涉及环氧树脂复合材料
，具体为一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料及制备方法。
技术介绍
[0002]纳米二氧化硅是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，拥有粒径小、比表面积大、生物相容性好等优点，并在电子工业、光学仪器和光导纤维等领域有着重要的地位，应用范围十分广泛，传统的纳米二氧化硅与其他纳米材料有着一样的缺陷，在分散系中容易彼此接触形成团聚，形成二次结构，使得纳米二氧化硅的使用难度加大，随着科技的发展，对纳米二氧化硅进行表面改性，并将其与酚醛树脂、环氧树脂等有机高分子材料进行复合，形成复合材料，将纳米二氧化硅的优势与有机高分子材料的优势相结合成为研究热点。
[0003]环氧树脂是一种具有众多优势的树脂材料，而高性能复合材料工业应用的首要要求就是在高温环境下的使用寿命，传统的环氧树脂有着耐冲性、热稳定性差等众多缺点，限制了环氧树脂的进一步使用，近年来使用无机纳米填料对环氧树脂进行改性，形成复合材料，结合无机纳米材料和环氧树脂的众多优势，进一步提高环氧树脂的综合性能，从而有效地扩大环氧树脂地应用领域成为研究热点。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料及制备方法，解决了纳米二氧化硅分散性较差的问题，同时解决了环氧树脂力学性能和热稳定性较差的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，所述二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料制备方法包括以下步骤：
[0008](1)向三颈瓶中加入甲苯、丁二醇和纳米二氧化硅，超声震荡20-40min后，在100-120℃下回流1-3h，产物离心洗涤、烘干并在索式提取器中纯化，得到丁二醇改性纳米二氧化硅；
[0009](2)向三颈瓶中加入环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅和N,N-二甲基苄胺，混合均匀后置于油浴锅中，加热至90-110℃，反应2-4h，产物冷却后得到纳米二氧化硅改性环氧树脂；
[0010](3)向三颈瓶中加入纳米二氧化硅改性环氧树脂、650低分子聚酰胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，共混20-40min后，置于真空干燥箱中脱气1-2h，产物在70-90℃下固化4-8h，得到二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料。
[0011]优选的，所述步骤(1)中的丁二醇和纳米二氧化硅的质量比为25-45:100。
[0012]优选的，所述步骤(2)中的环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅和N,N-二甲基苄胺的质量比为100:0.5-3:0.5-1。
[0013]优选的，所述步骤(3)中的纳米二氧化硅改性环氧树脂、650低分子聚酰胺和2,4,
6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量比为100:40-80:10-20。
[0014]优选的，所述步骤(3)中的真空干燥箱装置包括烘箱门，烘箱门表面设置有观察窗，烘箱装置内部设置有加热器和置物板，烘箱装置表面设置有显示器和温度调节器，烘箱装置底部设置有滚轮。
[0015](三)有益的技术效果
[0016]与现有技术相比，本专利技术具备以下实验原理和有益技术效果：
[0017]该一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，纳米二氧化硅表面的羟基与丁二醇中的羟基以氢键进行结合，在高温条件下，纳米二氧化硅的羟基脱去羟基，丁二醇脱去氢，引发脱水，形成化学键合，使得丁二醇牢牢接枝在纳米二氧化硅表面，得到了丁二醇改性二氧化硅，使得纳米二氧化硅的在分散介质中的分散稳定性大大提升，有效地避免了纳米二氧化硅在分散介质中的团聚现象。
[0018]该一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，在催化剂N,N-二甲基苄胺的催化作用下，丁二醇改性纳米二氧化硅中的羟基与环氧树脂发生反应，使得环氧树脂中的环氧基团开环，从而使纳米二氧化硅与环氧树脂形成接枝，在固化剂650低分子聚酰胺固化作用和固化促进剂2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的促进作用下，最终合成了二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，纳米二氧化硅与环氧树脂产生化学键合，使得纳米二氧化硅更加优异的结合到环氧树脂分子上，改善了纳米二氧化硅与环氧树脂的界面相容性，使得纳米二氧化硅均匀的分散在环氧树脂基体中，而纳米二氧化硅本身为刚性粒子，当酚醛树脂基体受到冲击时纳米二氧化硅与酚醛树脂基体之间产生微裂纹，裂纹前端在行进过程中需要选择最薄弱点进行开裂，因而会不停的选择撕裂方向，在不断改变裂纹前端开裂方向时需要消耗更多的能量，阻止了裂纹的进一步扩展，从而有效地提高了复合材料的力学性能，在复合材料中形成化学交联点，提高了环氧树脂材料的空间交联程度，形成了相互缠结的结构，大大地提高了交联密度，从而有效地提高了复合材料的热稳定性。
附图说明
[0019]图1是真空干燥箱装置结构示意图；
[0020]图2是真空干燥箱侧视示意图。
[0021]1-真空干燥箱装置；2-烘箱门；3-观察窗；4-加热器；5-置物板；6-显示器；7-温度调节器；8-滚轮。
[0022]实施方式
[0023]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，制备方法包括以下步骤：
[0024](1)向三颈瓶中加入甲苯、丁二醇和纳米二氧化硅，其中丁二醇和纳米二氧化硅的质量比为25-45:100，超声震荡20-40min后，在100-120℃下回流1-3h，产物离心洗涤、烘干并在索式提取器中纯化，得到丁二醇改性纳米二氧化硅；
[0025](2)向三颈瓶中加入环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅和N,N-二甲基苄胺，其中环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅和N,N-二甲基苄胺的质量比为100:0.5-3:0.5-1，混合均匀后置于油浴锅中，加热至90-110℃，反应2-4h，产物冷却后得到纳米二氧化硅改性环氧树脂；
[0026](3)向三颈瓶中加入纳米二氧化硅改性环氧树脂、650低分子聚酰胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，其中纳米二氧化硅改性环氧树脂、650低分子聚酰胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚的质量比为100:40-80:10-20，共混20-40min后，置于真空干燥箱中脱气1-2h，真空干燥箱装置包括烘箱门，烘箱门表面设置有观察窗，烘箱装置内部设置有加热器和置物板，烘箱装置表面设置有显示器和温度调节器，烘箱装置底部设置有滚轮，产物在70-90℃下固化4-8h，得到二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料。
[0027]实施例1
[0028](1)向三颈瓶中加入甲苯、丁二醇和纳米二氧化硅，其中丁二醇和纳米二氧化硅的质量比为25:100，超声震荡20min后，在100℃下回流1h，产物离心洗涤、烘干并在索式提取器中纯化，得到丁二醇改性纳米二氧化硅；
[0029](2)向三颈瓶中加入环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料，其特征在于：所述二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向甲苯溶剂中加入丁二醇和纳米二氧化硅，超声震荡20-40min后，在100-120℃下回流1-3h，产物离心洗涤、烘干并在索式提取器中纯化，得到丁二醇改性纳米二氧化硅；(2)向三颈瓶中加入环氧树脂、丁二醇改性纳米二氧化硅和N,N-二甲基苄胺，混合均匀后置于油浴锅中，加热至90-110℃，反应2-4h，产物冷却后得到纳米二氧化硅改性环氧树脂；(3)向圆底烧瓶中加入纳米二氧化硅改性环氧树脂、650低分子聚酰胺和2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚，共混20-40min后，置于真空干燥箱中脱气1-2h，产物在70-90℃下固化4-8h，得到二氧化硅改性环氧树脂耐热型复合材料。2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅改性环氧树脂耐热...
【专利技术属性】
技术研发人员：周菊青，
申请(专利权)人：周菊青，
类型：发明
国别省市：
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