一种环氧树脂复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及的是一种纳米材料技术领域的方法，具体是一种环氧树脂和聚磷腈纳米微球的复合材料的制备方法。先制备聚磷腈纳米微球，超声条件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯环三磷腈与4,4’-二羟基二苯醚进行缩合反应，加入环氧氯丙烷，并滴加氢氧化钠水溶液，制备得到环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球，将得到的聚磷腈纳米微球加入到溶有环氧树脂的丙酮溶液中，并加入固化剂，超声分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，将混合物倒入模具，经固化得到聚磷腈纳米微球/环氧树脂复合材料。采用本发明专利技术技术方案获得的环氧树脂复合材料具有优异的拉伸性能、抗冲击性能和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及的是一种纳米材料
的方法，具体是一种环氧树脂和聚磷腈纳米微球的复合材料的制备方法。先制备聚磷腈纳米微球，超声条件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯环三磷腈与4,4’-二羟基二苯醚进行缩合反应，加入环氧氯丙烷，并滴加氢氧化钠水溶液，制备得到环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球，将得到的聚磷腈纳米微球加入到溶有环氧树脂的丙酮溶液中，并加入固化剂，超声分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，将混合物倒入模具，经固化得到聚磷腈纳米微球/环氧树脂复合材料。采用本专利技术技术方案获得的环氧树脂复合材料具有优异的拉伸性能、抗冲击性能和热稳定性。【专利说明】
本专利技术涉及的是一种纳米材料
的方法，具体是一种环氧树脂和聚磷腈纳米微球的复合材料的制备方法。
技术介绍
环氧树脂是目前工业应用最广泛的一种热固性树脂材料，其本身性能较差，只有与固化剂进行固化反应形成三维交联网状结构后，才呈现出良好的物理、化学性能，其对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，耐高低温性，介电性能良好，收缩率小易加工成型，对碱及大部分溶剂稳定，因此可应用于航天航空、电子封装、轻工、建筑、机械等领域。但环氧树脂质地较脆，特别是拉 伸性能和抗冲击性能较差，使其应用受到一定的限制，因此提高其力学性能是学术研究热点之一。国内外对环氧树脂力学性能的增韧增强研究侧重在采用纳米粒子效应的填充改性方面，已报道的纳米粒子填充改性剂有纳米碳酸钙、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、碳纳米管、有机蒙脱土等。但在填充改性过程中，容易发生纳米粒子的团聚，从而导致分散不均和与基体树脂界面相容性较差，进而引发复合材料力学性能显著下降的问题。另外，由于大多无机纳米粒子表面无活性点，填充改性前必须对其进行表面处理，而这一过程需要经过复杂的多不化学反应，给生产工艺带来不便。另据文献报道，复杂的修饰过程也会对纳米粒子的结构和形貌产生破坏，使其丧失部分功能性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供，即通过加入聚磷腈纳米微球改性的环氧树脂复合材料的制备方法，制备得到的环氧树脂复合材料具有优异的拉伸性能、抗冲击性能和热稳定性。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括以下步骤:(I)聚磷腈纳米微球制备:在超声条件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯环三磷腈与4，4’ - 二羟基二苯醚进行缩合反应，加入环氧氯丙烷，并滴加氢氧化钠水溶液，恒温制备得到环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球；其中，所述的六氯环三磷腈、4，4’ - 二羟基二苯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(2-5): (4-8)，作为优选，六氯环三磷腈、4，4’ - 二羟基二苯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3:6。所述的缩合反应的条件为:30-60°C下反应30-90分钟，作为优选，缩合反应的条件是40°C下反应60分钟。所述的氢氧化钠水溶液的重量百分比浓度为10-40%，作为优选，氢氧化钠水溶液的重量百分比为25%，氢氧化钠与六氯环三磷腈的摩尔比为(5-7):1。所述的恒温制备的条件为30-60°C，反应8-15小时，作为优选，恒温制备的条件为:40°C下反应10小时。所述的环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球的结构式如下:【权利要求】1.，其特征在于包括如下步骤， (1)聚磷腈纳米微球制备:在超声条件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯环三磷腈与4，4’ - 二羟基二苯醚进行缩合反应，加入环氧氯丙烷，并滴加氢氧化钠水溶液，恒温制备得到环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球。 (2)复合材料制备:将步骤(1)所得到的聚磷腈纳米微球加入到溶有环氧树脂的丙酮溶液中，并加入固化剂，超声分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，将混合物倒入模具，经固化得到聚磷腈纳米微球/环氧树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球的结构式为: 3.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤(1)中，所述的六氯环三磷腈、4，4’-二羟基二苯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1: (2-5): (4-8)。4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的缩合反应的条件为:30-60°C下反应30-90分钟。5.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的氢氧化钠水溶液的重量百分比浓度为10-40%，氢氧化钠与六氯环三磷腈的摩尔比为(5-7):1。6.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的恒温制备的条件为30-60°C，反应8-15小时。7.根据权利要求1所述的，其特征在于:步骤(2)中，所述的环氧树脂、聚磷腈纳米微球的添加比例为1: (0.05%-10%)，丙酮的添加量为5-15%。8.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的去除丙酮的条件为:真空度80-120Pa，温度为30-50°C，处理时间为5_12小时。9.根据权利要求1所述的，其特征在于:所述的固化条件为:依次在90°C下I小时，130°C下2小时，160°C下I小时处理；固化剂为二乙烯三胺。10.根据权利要求1-9任一项所述的，其特征在于:步骤(1)中，六氯环三磷腈、4，4’ - 二羟基二苯醚与环氧氯丙烷的摩尔比为1:3:6 ;缩合反应的条件是40°C下反应60分钟；氢氧化钠水溶液的重量百分比为25% ;恒温制备的条件为40°C下反应 10小时。【文档编号】C08L63/00GK103694632SQ201310634917【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日 【专利技术者】赵正平, 计建炳 申请人:浙江工业大学之江学院工业研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤，（1）聚磷腈纳米微球制备：在超声条件下，在乙腈中先加入三乙胺，再加入六氯环三磷腈与4,4’‑二羟基二苯醚进行缩合反应，加入环氧氯丙烷，并滴加氢氧化钠水溶液，恒温制备得到环氧基团修饰的聚磷腈纳米微球。（2）复合材料制备：将步骤（1）所得到的聚磷腈纳米微球加入到溶有环氧树脂的丙酮溶液中，并加入固化剂，超声分散后，置于真空干燥箱中去除丙酮，将混合物倒入模具，经固化得到聚磷腈纳米微球/环氧树脂复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵正平，计建炳，
申请(专利权)人：浙江工业大学之江学院工业研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33