CN102702688B - 一种双酚a型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，它涉及一种改性环氧树脂复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有采用蒙脱土增强环氧树脂的气体阻隔性存在制备工艺繁杂，且制备成本高的问题。方法：一、制备超声处理后的凹凸棒土分散液；二、制备表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、利用双酚A型环氧树脂、表面接枝改性处理后凹凸棒土、溶剂和固化剂进行成型处理制备双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料。本发明主要用于制备双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性环氧树脂复合材料的制备方法。
背景技术
由于环氧树脂为分子量较高的聚合物，其结构中含有大量的长分子链，就其本身而言，虽然在固化后会形成三维的网状结构，但这种结构的孔隙相对于气体小分子的尺寸而言，比较大，所以聚合物在某种程度上都是可渗透的。对于环氧树脂基复合材料，在气体压力较小时，材料未形成裂纹，此时气体分子的扩散为主要的渗漏方式，在树脂中加入纳米粒子，使其分散在基体中形成阻隔结构也可以对气体的扩散起到一定的阻隔作用，进而减少了树脂的相对渗透率。
而填料的含量、分散形态、分布特征等因素，对聚合物填充体系的气体阻隔性能影响非常复杂。根据，Nielsen、Cussler、Aris等对聚合物体系气体阻隔性能模型的研究，当有填料存在时，填料粒子在聚合物中担当不可渗透的阻隔单元，气体为了扩散通过聚合物，则需要绕过填料颗粒，渗透路径被迫延长，另外填料的加入降低了无定形聚合物的体积份数，这两个因素都会导致材料阻隔性能的提高。因此现有存在采用蒙脱土增强环氧树脂的气体阻隔性，虽然当蒙脱土的质量分数为1%时，试样与纯树脂试样的渗透率的比值即可达到0.79～0.80，相较于基体树脂的高分子链在制备过程中需进入蒙脱土颗粒的片层之间，形成插层或剥离的纳米复合材料，所以制备工艺繁杂，且制备成本高。
发明内容
本发明的目的是要解决现有采用蒙脱土增强环氧树脂的气体阻隔性存在制备工艺繁杂，且制备成本高的问题，而提供一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法。
一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料按重量份数由84～88份双酚A型环氧树脂、1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土、10～20份溶剂和11～12份固化剂制备而成。
一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成：一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用硅烷偶联剂或表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、成型处理：首先按重量份数称取84～88份双酚A型环氧树脂、1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土、10～20份溶剂和11～12份固化剂，然后将1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土加入10～20 份溶剂中，并搅拌均匀，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，超声结束后加入84～88份双酚A型环氧树脂，然后在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，得到待固化反应物，待固化反应物先自然冷却至室温，再加入11～12份固化剂，然后依次进行真空除气和浇注，最后进行固化处理，即得到双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)。
本发明优点：一、本发明采用凹凸棒土代替现有蒙脱土增强双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，凹凸棒土在我国的储量比蒙脱土在我国的储量更丰富，所以在我国凹凸棒土的价格比蒙脱土的价格低；二、经过本发明步骤二表面接枝改性处理得到的表面接枝改性处理后凹凸棒土彼此间解团聚，且没有发生相互之间再聚集的现象，所以在双酚A型环氧树脂中的分散更为容易，且凹凸棒土改性处理过程简单，易于操作；三、本发明制备的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料中凹凸棒土在环氧树脂基体中并不是以完全均匀分散的形式存在，而是部分以凹凸棒土颗粒相对富集区和双酚A型环氧树脂相对富集区相互交替存在，其中凹凸棒土颗粒富集区的直径约2μm～5μm，在富集区内凹凸棒土颗粒并未团聚，彼此间的分散距离在微米量级，且能在相对聚集区内均匀分散；而双酚A型环氧树脂富集区中凹凸棒土的含量较少，彼此间分散距离较大；当气体渗透进入双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料，经过凹凸棒土相对富集区时，相较于凹凸棒土分布均匀的环氧树脂基纳米复合材料，由于凹凸棒土彼此间距较小，不利于气体绕行通过，而使气体被迫延长了绕行路径；当气体行经凹凸棒土相对富集区而渗透到双酚A型环氧树脂富集区时，由于此区域内凹凸棒土彼此间距较大，气体较易转向双酚A型环氧树脂大量富集区，从而减少绕行路径；双酚A型环氧树脂相对富集区与凹凸棒土相对富集区交替分布，改变了气体的绕行角度，延长了气体的相对绕行路径，从而提高并改善了双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，而且凹凸棒土还可以吸附一定量的气体，进一步提高双酚A型环氧树脂的气体阻隔性；四、本发明制备的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.70～0.86。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料按重量份数由84～88份环氧树脂、1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土、10～20份溶剂和11～12份固化剂制备而成。
本实施方式采用凹凸棒土代替现有蒙脱土增强双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，凹凸棒土在我国的储量比蒙脱土在我国的储量更丰富，所以在我国凹凸棒土的价格比蒙脱土的价格低。
本实施方式采用表面接枝改性处理得到的表面接枝改性处理后凹凸棒土彼此间解团聚，且没有发生相互之间再聚集的现象，所以在双酚A型环氧树脂中的分散更为容易。
本实施方式所述的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料中凹凸棒土在环氧树脂基体中并不是以完全均匀分散的形式存在，而是部分以凹凸棒土颗粒相对富集区和双酚A型环氧树脂相对富集区相互交替存在，其中凹凸棒土颗粒富集区的直径约2μm～5μm，在富集区内凹凸棒土颗粒并未团聚，彼此间的分散距离在微米量级，且能在相对聚集区内均匀分散；而双酚A型环氧树脂富集区中凹凸棒土的含量较少，彼此间分散距离较大；当气体渗透进入双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料，经过凹凸棒土相对富集区时，相较于凹凸棒土分布均匀的环氧树脂基纳米复合材料，由于凹凸棒土彼此间距较小，不利于气体绕行通过，而使气体被迫延长了绕行路径；当气体行经凹凸棒土相对富集区而渗透到双酚A型环氧树脂富集区时，由于此区域内凹凸棒土彼此间距较大，气体较易转向双酚A型环氧树脂大量富集区，从而减少绕行路径；双酚A型环氧树脂相对富集区与凹凸棒土相对富集区交替分布，改变了气体的绕行角度，延长了气体的相对绕行路径，从而提高并改善了双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，而且凹凸棒土还可以吸附一定量的气体，进一步提高双酚A型环氧树脂的气体阻隔性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E55。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：所述的表面接枝改性处理后凹凸棒土是按以下步骤制备的：一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用硅烷偶联剂或表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)；步骤二中所述的采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将硅烷偶联剂KH550溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，然后静置至分层后在转速为4000r/min～6000r/min下离心分离2min～4min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤2次，再采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的硅烷偶联剂KH550的质量与去离子水的体积比为1g:(75mL～150mL)，所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)；步骤二中所述的采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土 分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将表面活性剂CTAB溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热1h～2h，然后逐滴加入正辛醇，再继续在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热6h～7h，然后静置至分层后在转速为3000r/min～4500r/min下离心分离1min～3min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤1次，再采用丙酮洗涤1次，最后采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的表面活性剂CTAB的质量与去离子水的体积比为1g:(50mL～150mL)，所述加入的正辛醇与去离子水的体积比为1:(60～300)；所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)。其他与具体实施方式一或二相同。
本实施方式采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.70～0.85。
本实施方式采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.72～0.86。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：所述的溶剂为乙醇或丙酮。其他与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的固化剂为三乙烯四胺、乙二胺、间苯二胺或聚酰胺。其他与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式是一种环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成：一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用硅烷偶联剂或表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、成型处理：首先按重量份数称取84～88份双酚A型环氧树脂、1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土、10～20份溶剂和11～12份固化剂，然后将1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土加入10～20份溶剂中，并搅拌均匀，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，超声结束后加入84～88份双酚A型环氧树脂，然后在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，得到待固化反应物，待固化反应物先自然冷却至室温，再加入11～12份固化剂，然后依次进行真空除气和浇注，最后进行固化处理，即得到双酚A型环 氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)。
本实施方式采用凹凸棒土代替现有蒙脱土增强双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，凹凸棒土在我国的储量比蒙脱土在我国的储量更丰富，所以在我国凹凸棒土的价格比蒙脱土的价格低。
经过本实施方式步骤二表面接枝改性处理得到的表面接枝改性处理后凹凸棒土彼此间解团聚，且没有发生相互之间再聚集的现象，所以在双酚A型环氧树脂中的分散更为容易，且凹凸棒土改性处理过程简单，易于操作。
本实施方式制备的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料中凹凸棒土在环氧树脂基体中并不是以完全均匀分散的形式存在，而是部分以凹凸棒土颗粒相对富集区和双酚A型环氧树脂相对富集区相互交替存在，其中凹凸棒土颗粒富集区的直径约2μm～5μm，在富集区内凹凸棒土颗粒并未团聚，彼此间的分散距离在微米量级，且能在相对聚集区内均匀分散；而双酚A型环氧树脂富集区中凹凸棒土的含量较少，彼此间分散距离较大；当气体渗透进入双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料，经过凹凸棒土相对富集区时，相较于凹凸棒土分布均匀的环氧树脂基纳米复合材料，由于凹凸棒土彼此间距较小，不利于气体绕行通过，而使气体被迫延长了绕行路径；当气体行经凹凸棒土相对富集区而渗透到双酚A型环氧树脂富集区时，由于此区域内凹凸棒土彼此间距较大，气体较易转向双酚A型环氧树脂大量富集区，从而减少绕行路径；双酚A型环氧树脂相对富集区与凹凸棒土相对富集区交替分布，改变了气体的绕行角度，延长了气体的相对绕行路径，从而提高并改善了双酚A型环氧树脂的气体阻隔性，而且凹凸棒土还可以吸附一定量的气体，进一步提高双酚A型环氧树脂的气体阻隔性。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同点是：所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E55。其他与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七之一不同点是：步骤二中所述的采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将硅烷偶联剂KH550溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，然后静置至分层后在转速为4000r/min～6000r/min下离心分离2min～4min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤2次，再采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的硅烷偶联剂KH550的质量与去离子水的体积比为1g:(75mL～150mL)，所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)；步 骤二中所述的采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将表面活性剂CTAB溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热1h～2h，然后逐滴加入正辛醇，再继续在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热6h～7h，然后静置至分层后在转速为3000r/min～4500r/min下离心分离1min～3min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤1次，再采用丙酮洗涤1次，最后采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的表面活性剂CTAB的质量与去离子水的体积比为1g:(50mL～150mL)，所述加入的正辛醇与去离子水的体积比为1:(60～300)；所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)。其他与具体实施方式六或七相同。
本实施方式采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.70～0.85。
本实施方式采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.72～0.86。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七至八之一不同点是：所述的溶剂为乙醇或丙酮。其他与具体实施方式七至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同点是：所述的固化剂为三乙烯四胺、乙二胺、间苯二胺或聚酰胺。其他与具体实施方式七至九相同。
采用下述试验验证本发明效果：
试验一：一种环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成：一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为45KHz的超声辅助下超声5min，再在频率为80KHz的超声辅助下超声5min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、成型处理：首先按重量份数称取85.871份双酚A型环氧树脂E51、3份表面接枝改性处理后凹凸棒土、15份丙酮和11.159份三乙烯四胺，然后将3份表面接枝改性处理后凹凸棒土加入15份丙酮中，并搅拌均匀，然后在频率为45KHz的超声辅助下超声5min，再在频率为80KHz的超声辅助下超声5min，超声结束后加入85.871份双酚A型环氧树脂，然后在搅拌速度为400r/min、温度为80℃的水浴锅条件下加热4h，得到待固化反应物，待固化反应物先自然冷却至室温，再加入11.159份三乙烯四胺， 然后依次进行真空除气和浇注，最后进行固化处理，即得到双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)。
本试验步骤二中所述的采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将硅烷偶联剂KH550溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，然后静置至分层后在转速为4000r/min～6000r/min下离心分离2min～4min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤2次，再采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的硅烷偶联剂KH550的质量与去离子水的体积比为1g:(75mL～150mL)，所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)。
本试验采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.776。
试验二：一种环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，具体是按以下步骤完成：一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为45KHz的超声辅助下超声5min，再在频率为80KHz的超声辅助下超声5min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、成型处理：首先按重量份数称取85.871份双酚A型环氧树脂E51、3份表面接枝改性处理后凹凸棒土、15份丙酮和11.159份三乙烯四胺，然后将3份表面接枝改性处理后凹凸棒土加入15份丙酮中，并搅拌均匀，然后在频率为45KHz的超声辅助下超声5min，再在频率为80KHz的超声辅助下超声5min，超声结束后加入85.871份双酚A型环氧树脂，然后在搅拌速度为400r/min、温度为80℃的水浴锅条件下加热4h，得到待固化反应物，待固化反应物先自然冷却至室温，再加入11.159份三乙烯四胺，然后依次进行真空除气和浇注，最后进行固化处理，即得到双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)。
本试验步骤二中所述的采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将表面活性剂CTAB溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热1h～2h，然后逐滴加入正辛醇，再继续在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热6h～7h，然后静置至分层后在转速为3000r/min～4500r/min下离心分离1min～3min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤1次，再采用丙酮洗涤1次，最后采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸 棒土，所述的表面活性剂CTAB的质量与去离子水的体积比为1g:(50mL～150mL)，所述加入的正辛醇与去离子水的体积比为1:(60～300)；所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)。
本试验采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理最终得到的双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料与纯双酚A型环氧树脂的渗透率的比值为0.783。
Claims (5)
1.一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，其特征在于双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法是按以下步骤完成：
一、超声处理：首先将天然凹凸棒土投入去离子水中，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，即得到超声处理后的凹凸棒土分散液；二、表面接枝改性处理：采用硅烷偶联剂或表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理，即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土；三、成型处理：首先按重量份数称取84～88份双酚A型环氧树脂、1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土、10～20份溶剂和11～12份固化剂，然后将1～5份表面接枝改性处理后凹凸棒土加入10～20份溶剂中，并搅拌均匀，然后在频率为40KHz～50KHz的超声辅助下超声4min～6min，再在频率为70KHz～90KHz的超声辅助下超声4min～6min，超声结束后加入84～88份双酚A型环氧树脂，然后在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，得到待固化反应物，待固化反应物先自然冷却至室温，再加入11～12份固化剂，然后依次进行真空除气和浇注，最后进行固化处理，即得到双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料；步骤一中所述的天然凹凸棒土的质量与去离子水的体积比为1g:(12mL～40mL)。
2.根据权利要求1所述的一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E55。
3.根据权利要求2所述的一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述的采用硅烷偶联剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将硅烷偶联剂KH550溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热3h～5h，然后静置至分层后在转速为4000r/min～6000r/min下离心分离2min～4min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤2次，再采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的硅烷偶联剂KH550的质量与去离子水的体积比为1g:(75mL～150mL)，所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)；步骤二中所述的采用表面活性剂对超声处理后的凹凸棒土分散液进行表面接枝改性处理具体操作步骤如下：首先将表面活性剂CTAB溶于去离子水中，然后加入超声处理后的凹凸棒土分散液，并在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热1h～2h，然后逐滴加入正辛醇，再继续在搅拌速度为300r/min～500r/min、温度为75℃～85℃的水浴锅条件下加热6h～7h，然后静置至分层后在转速为3000r/min～4500r/min下离心分离1min～3min，得到的沉淀物先采用乙醇洗涤1次，再采用丙酮洗涤1次，最后采用去离子水洗涤1次，然后在温度为50℃～60℃烘干至恒重，再经过研磨即得到表面接枝改性处理后凹凸棒土，所述的表面活性剂CTAB的质量与去离子水的体积比为1g:(50mL～150mL)，所述加入的正辛醇与去离子水的体积比为1:(60～300)；所述的超声处理后的凹凸棒土分散液与去离子水的体积比为1:(4～6)。
4.根据权利要求3所述的一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的溶剂为乙醇或丙酮。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种双酚A型环氧树脂/凹凸棒土纳米复合材料的制备方法，其特征在于所述的固化剂为三乙烯四胺、乙二胺、间苯二胺或聚酰胺。
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