【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料及其制备方法，属于树脂基复合材料领域。
技术介绍
1、环氧树脂是常用的性能优异的热固性树脂，并且其加工流动性优异。常被用作涂料、胶粘剂、复合材料的基体树脂等。但是环氧树脂固化物的交联密度高，导致其脆性较大，对裂纹的抵抗能力差；因此在实际应用中我们保留其优异性能的同时需要对环氧树脂进行增韧。
2、聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。本专利技术申请人前期的专利cn10850401b中公开了一种环氧树脂/聚离子液体复合材料及其制备方法，即在环氧树脂中添加聚离子液体，从而形成具有微相分离结构的环氧树脂，由于聚离子液体的加入能够有效提高环氧树脂地交联密度和玻璃化转变温度，并且形成地微相分离结构在断裂时聚离子液体分散相粒子可以起到空穴化和裂纹地阻塞与偏转的作用，吸收能量，从而使得环氧树脂地断裂伸长率、拉伸强度和断裂韧性提高，同时耐热性也有一定程度的增加。
技术实现思路
1、本专利技术长期致力于环氧树脂的增强增韧研究，指出了将一种刚性链超支化聚离子液体引入环氧树脂中，刚性链超支化聚离子液体与环氧基体发生反应，形成一体的网络结构。当材料受力时，在刚性链超支化聚离子液体区域产生分子空穴化作用而实现增韧，使其耐热性、断裂韧性、拉伸强度、断裂伸长率显著提高；并且超支化聚离子液体还能促进环氧树脂和固化剂的反应，显著降低体系的反应活化能，降低反应温度；制得了
2、本专利技术的技术方案：
3、本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，所述复合材料的原料包括环氧树脂和超支化聚离子液体，环氧树脂和超支化聚离子液体的质量比为：100：3～30；
4、其中，所述超支化聚离子液体为超支化聚合物与n-甲基咪唑反应制得的聚离子液体；
5、所述超支化聚合物采用下述方法制得：
6、1)将间苯三酚、偏苯三酸酐和溶剂1加入到装配有冷凝管、温度计和搅拌器的反应容器中，通入氮气保护，在100～130℃下反应2～5h至溶液的酸值恒定，得到羟基数为6的初始聚合物；其中，间苯三酚和偏苯三酸酐的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2；
7、2)在体系中加入环氧氯丙烷，继续反应2～5h得到聚合物；环氧氯丙烷的添加量与偏苯三酸酐的摩尔比为0.5～1.5：0.5～1.5；
8、3)最后将所得聚合物经过挥发溶剂、醇解和洗涤，然后干燥制得所述超支化聚合物。
9、进一步，所述超支化聚合物与n-甲基咪唑的摩尔比为：0.5～3：0.5～3。
10、进一步，所述超支化聚合物与n-甲基咪唑反应制得聚离子液体的方法为：将所述超支化聚合物加入到装配有冷凝管、温度计和磁力搅拌子的反应容器中，加入溶剂2使超支化聚合物溶解，然后加入n-甲基咪唑，通入氮气保护，将体系在80～100℃下反应24～72h，得到超支化聚离子液体。
11、进一步，所述溶剂2或溶剂1选自：n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
12、本专利技术要解决的第二个技术问题是提供上述环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料的制备方法，所述方法为：先将环氧树脂和固化剂在50～80℃、200～500rpm的条件下搅拌混合15～30min，使固化剂完全溶解；然后边搅拌边在混合液中加入所述超支化聚离子液体，搅拌至反应体系混后均匀；再脱除气泡；最后通过完全固化并冷却制得所述复合材料。
13、进一步，环氧树脂和固化剂的反应官能团摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2。
14、进一步，所述固化剂选自：酸酐类固化剂、胺类固化剂、酚类固化剂或聚硫醇类固化剂。
15、本专利技术要解决的第三个技术问题是提供一种超支化聚合物，所述聚合物采用下述方法制得：
16、1)将间苯三酚、偏苯三酸酐和溶剂1加入到装配有冷凝管、温度计和搅拌器的反应容器中，通入氮气保护，在100～130℃下反应2～5h至溶液的酸值恒定，得到羟基数为6的初始聚合物；其中，间苯三酚和偏苯三酸酐的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2；
17、2)在体系中加入环氧氯丙烷，继续反应2～5h得到聚合物；环氧氯丙烷的添加量与偏苯三酸酐的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2；
18、3)最后将所得聚合物经过挥发溶剂、醇解和洗涤，然后干燥制得所述超支化聚合物。
19、进一步，所述溶剂1选自：n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
20、本专利技术要解决的第四个技术问题是提供一种超支化聚离子液体，所述超支化聚离子液体为上述超支化聚合物与n-甲基咪唑反应制得。
21、进一步，所述超支化聚合物与n-甲基咪唑反应制得聚离子液体的方法为：将所述超支化聚合物加入到装配有冷凝管、温度计和磁力搅拌子的反应容器中，加入溶剂2使超支化聚合物溶解，然后加入n-甲基咪唑，通入氮气保护，将体系在80～100℃下反应24～72h，得到超支化聚离子液体。
22、进一步，所述溶剂2选自：n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
23、本专利技术的有益效果：
24、本专利技术将特定的超支化聚合物中引入离子液体制得了一种超支化聚离子液体(hbpil)，并将所得超支化聚离子液体引入环氧树脂中制得了一种环氧树脂基复合材料，所得复合材料的拉伸强度较纯环氧树脂分别提升了42％和43％，断裂伸长率分别提升了82％和94％；kic提高了70％；同时hbpil的引入没有降低e51的玻璃化转变温度，甚至，所得复合材料的玻璃化转变温度与纯环氧树脂相比分别提高了越4℃和16℃。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料包括环氧树脂和超支化聚离子液体，环氧树脂和超支化聚离子液体的质量比为：100：3～30；
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述超支化聚合物与N-甲基咪唑反应制得聚离子液体的方法为：将所述超支化聚合物加入到装配有冷凝管、温度计和磁力搅拌子的反应容器中，加入溶剂2使超支化聚合物溶解，然后加入N-甲基咪唑，通入氮气保护，将体系在80～100℃下反应24～72h，得到超支化聚离子液体。
3.根据权利要求1或2所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述超支化聚合物与N-甲基咪唑的摩尔比为：0.5～3：0.5～3。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，所述溶剂2或溶剂1选自：N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
5.权利要求1～4任一项所述环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将环氧树脂和固化剂在50～80℃
6.根据权利要求5所述环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，环氧树脂和固化剂的反应官能团的摩尔比为0.8～1.2：0.8～1.2。
7.根据权利要求5或6所述环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂选自：酸酐类固化剂、胺类固化剂、酚类固化剂或聚硫醇类固化剂。
8.一种超支化聚合物，其特征在于，所述聚合物采用下述方法制得：
9.一种超支化聚离子液体，其特征在于，所述超支化聚离子液体为权利要求8所述的超支化聚合物与N-甲基咪唑反应制得。
10.根据权利要求9所述的超支化聚离子液体，其特征在于，所述超支化聚合物与N-甲基咪唑反应制得聚离子液体的方法为：将所述超支化聚合物加入到装配有冷凝管、温度计和磁力搅拌子的反应容器中，加入溶剂2使超支化聚合物溶解，然后加入N-甲基咪唑，通入氮气保护，将体系在80～100℃下反应24～72h，得到超支化聚离子液体；
...【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述复合材料的原料包括环氧树脂和超支化聚离子液体，环氧树脂和超支化聚离子液体的质量比为：100：3～30；
2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述超支化聚合物与n-甲基咪唑反应制得聚离子液体的方法为：将所述超支化聚合物加入到装配有冷凝管、温度计和磁力搅拌子的反应容器中，加入溶剂2使超支化聚合物溶解，然后加入n-甲基咪唑，通入氮气保护，将体系在80～100℃下反应24～72h，得到超支化聚离子液体。
3.根据权利要求1或2所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，其特征在于，所述超支化聚合物与n-甲基咪唑的摩尔比为：0.5～3：0.5～3。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料，所述溶剂2或溶剂1选自：n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或四氢呋喃。
5.权利要求1～4任一项所述环氧树脂/超支化聚离子液体复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将环氧树脂和固化剂在50～80℃、200～500rpm的条件下搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔米秋，刘晟权，尹冰艳，李光宪，吕亚栋，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。