CN104448716A - 一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：E-42环氧树脂55-65、纳米二氧化硅2-4、三乙醇胺1.2-3.6、硅烷偶联剂KH5602.1-3.4、聚异丁烯3-5、硼化钨1-2、烯基琥珀酸酐8-10、丙二醇6-9、苯甲酸7-11、邻苯二甲酸二环己酯5-8、甲苯二异氰酸酯2-5、助剂3-6；本发明制备工艺简单操作简便，有效解决了现有传统环氧树脂性能单一的问题，本发明的环氧树脂具有硬度大、耐高温、防水耐腐蚀、适应性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料及其制作方法。
背景技术
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上活泼环氧基团的有机化合物，它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。具有优良的电绝缘、机械、粘接、耐化学腐蚀性能及良好的物理、化学性能，广泛用做层压料、粘结剂、涂料等，在轮船、汽车、航空航天等领域越来越受到重视。
目前，环氧树脂被作为复合材料的基体，表现出很多问题，如硬度低、绝缘性差、受热软化、易分层、传质传热困难、气味大等缺点，需要改进环氧树脂的制备工艺。
发明内容
本发明的目的就是提供一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：E-42环氧树脂55-65、纳米二氧化硅2-4、三乙醇胺1.2-3.6、硅烷偶联剂KH560 2.1-3.4、聚异丁烯3-5、硼化钨1-2、烯基琥珀酸酐8-10、丙二醇6-9、苯甲酸7-11、邻苯二甲酸二环己酯5-8、甲苯二异氰酸酯2-5、助剂3-6。
所述的助剂由下列重量份原料制成：咪唑啉0.6-0.9、2-巯基苯并噻唑0.7-1.2、苯甲酸5-7、乙二醇丁醚14-16、亚麻油4-7、硬脂酸钙0.8-1.3、八硼酸钠0.4-0.8、刺槐豆胶2-3、癸二酸二辛酯8-10、纳米二氧化钛1-2、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺3-5，其制备方法为：将纳米二氧化钛、咪唑啉、亚麻油、八硼酸钠研磨10-20分钟超声波分散于乙二醇丁醚中，再加入苯甲酸、硬脂酸钙、刺槐豆胶一起搅拌30-40分钟，升温至160-180℃，保温3-5小时，将反应产物降温至85-98℃，加入癸二酸二辛酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺及其他剩余成分搅拌1-2小时即得。
所述的一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于570-680℃下煅烧处理1-2小时，取出冷却加入硼化钨研磨30-40分钟，然后将其加入到三乙醇胺中，超声处理20-40分钟；
（2）将烯基琥珀酸酐、丙二醇、苯甲酸一起放入反应釜中混匀，加入硅烷偶联剂KH560搅拌30-40分钟，升温至130-150℃，保温搅拌4-6小时；
（3）将步骤（2）反应产物降温至75-90℃，加入E-42环氧树脂、邻苯二甲酸二环己酯、甲苯二异氰酸酯搅拌30-40分钟，加入步骤（1）反应物料及其他剩余成分搅拌30-50分钟，于87-100℃下固化2-4小时。
本发明有以下有益效果：本发明制备工艺简单操作简便，有效解决了现有传统环氧树脂性能单一的问题，本发明的环氧树脂具有硬度大、耐高温、防水耐腐蚀、适应性强等优点。
具体实施方式
所述的一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：E-42环氧树脂58、纳米二氧化硅2、三乙醇胺2.6、硅烷偶联剂KH560 2.4、聚异丁烯3、硼化钨1、烯基琥珀酸酐8、丙二醇6、苯甲酸7、邻苯二甲酸二环己酯5、甲苯二异氰酸酯2、助剂3。
所述的助剂由下列重量份原料制成：咪唑啉0.6、2-巯基苯并噻唑1.2、苯甲酸5、乙二醇丁醚15、亚麻油6、硬脂酸钙1.2、八硼酸钠0.7、刺槐豆胶2、癸二酸二辛酯8、纳米二氧化钛1、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4，其制备方法为：将纳米二氧化钛、咪唑啉、亚麻油、八硼酸钠研磨10-20分钟超声波分散于乙二醇丁醚中，再加入苯甲酸、硬脂酸钙、刺槐豆胶一起搅拌30-40分钟，升温至160-180℃，保温3-5小时，将反应产物降温至85-98℃，加入癸二酸二辛酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺及其他剩余成分搅拌1-2小时即得。
制作方法包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于570-680℃下煅烧处理1-2小时，取出冷却加入硼化钨研磨30-40分钟，然后将其加入到三乙醇胺中，超声处理20-40分钟；
（2）将烯基琥珀酸酐、丙二醇、苯甲酸一起放入反应釜中混匀，加入硅烷偶联剂KH560搅拌30-40分钟，升温至130-150℃，保温搅拌4-6小时；
（3）将步骤（2）反应产物降温至75-90℃，加入E-42环氧树脂、邻苯二甲酸二环己酯、甲苯二异氰酸酯搅拌30-40分钟，加入步骤（1）反应物料及其他剩余成分搅拌30-50分钟，于87-100℃下固化2-4小时。
使用本发明生产的环氧树脂复合材料的技术参数指标如下：
（1）导热率（Wm-1K-1）：3.437；
（2）冲击强度（无缺口）（KJ/m2）：41.39；
（3）耐候性佳、人工耐老化可达1000小时。
Claims (2)
1.一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：E-42环氧树脂55-65、纳米二氧化硅2-4、三乙醇胺1.2-3.6、硅烷偶联剂KH560 2.1-3.4、聚异丁烯3-5、硼化钨1-2、烯基琥珀酸酐8-10、丙二醇6-9、苯甲酸7-11、邻苯二甲酸二环己酯5-8、甲苯二异氰酸酯2-5、助剂3-6；所述的助剂由下列重量份原料制成：咪唑啉0.6-0.9、2-巯基苯并噻唑0.7-1.2、苯甲酸5-7、乙二醇丁醚14-16、亚麻油4-7、硬脂酸钙0.8-1.3、八硼酸钠0.4-0.8、刺槐豆胶2-3、癸二酸二辛酯8-10、纳米二氧化钛1-2、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺3-5，其制备方法为：将纳米二氧化钛、咪唑啉、亚麻油、八硼酸钠研磨10-20分钟超声波分散于乙二醇丁醚中，再加入苯甲酸、硬脂酸钙、刺槐豆胶一起搅拌30-40分钟，升温至160-180℃，保温3-5小时，将反应产物降温至85-98℃，加入癸二酸二辛酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺及其他剩余成分搅拌1-2小时即得。
2.根据权利要求1所述的一种纳米二氧化硅改性环氧树脂复合材料的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将纳米二氧化硅于570-680℃下煅烧处理1-2小时，取出冷却加入硼化钨研磨30-40分钟，然后将其加入到三乙醇胺中，超声处理20-40分钟；
（2）将烯基琥珀酸酐、丙二醇、苯甲酸一起放入反应釜中混匀，加入硅烷偶联剂KH560搅拌30-40分钟，升温至130-150℃，保温搅拌4-6小时；
（3）将步骤（2）反应产物降温至75-90℃，加入E-42环氧树脂、邻苯二甲酸二环己酯、甲苯二异氰酸酯搅拌30-40分钟，加入步骤（1）反应物料及其他剩余成分搅拌30-50分钟，于87-100℃下固化2-4小时。
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