CN115197540B - 一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品。所述制备方法包括：将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合得到改性固化体系；所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2‑1):(0.02‑0.1):1；将环氧树脂和所述改性固化体系混合得到改性环氧复合体系；所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1‑3)；对所述改性环氧复合体系进行固化处理得到改性环氧复合材料。本申请实现了对所述石墨烯纳米片复合粉体的引入和分散，制备得到的所述改性环氧树脂复合材料具备优异的机械性能和耐盐碱腐蚀性能，可以解决海洋环境中建筑材料易被腐蚀的问题。

Description

一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品

技术领域

本申请涉及环氧树脂改性材料技术领域，特别是一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品。

背景技术

我国沿海区域拥有大量的海砂和海水资源，促进了各类海洋工程的兴建和发展，但是，海水中的氯化物会促使钢筋腐蚀，使得钢筋混凝土的结构劣化。

近年来，越来越多的工程选择纤维复合筋来代替钢筋。纤维复合筋是一种由环氧树脂和纤维材料复合形成的建筑材料，其中，纤维材料具有优异的抗氯离子的作用，但是耐碱腐蚀性差，而环氧树脂具有独特的粘合特性和耐腐蚀性，可与纤维材料复合形成纤维复合筋。但是，现有的纤维复合筋的机械性能较为一般，并且其耐盐碱腐蚀性随着工艺参数的变化也可能发生劣化。

发明内容

鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品，包括：

一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法，包括：

将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系；其中，所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2-1):(0.02-0.1):1；

将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系；其中，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)；

对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料。

优选的，所述将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系的步骤，包括：

将所述固化剂和所述增塑剂在60-80℃下溶解并混合，得到第一固化体系；

采用超声分散将所述石墨烯纳米片复合粉体与所述第一固化体系混合，得到第二固化体系；

将所述稀释剂与所述第二固化体系混合，得到所述改性固化体系。

优选的，所述固化剂包括咪唑类固化剂和酸酐类固化剂中的一种或两种。

优选的，所述增塑剂为醇类增塑剂。

优选的，所述石墨烯纳米片复合粉体包括石墨烯纳米片和助磨粉体；其中，所述石墨烯纳米片和所述助磨粉体的质量比为(1-1.5):(2-5)；所述石墨烯纳米片的厚度为0.96-20nm，横向尺寸为100nm-10μm。

优选的，所述稀释剂为缩水甘油醚类活性稀释剂。

优选的，所述环氧树脂为E-51型环氧树脂、E-44型环氧树脂和E-55型环氧树脂中的一种或几种。

优选的，所述对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料的步骤，包括：

在140℃下将模具预热30min，得到预热后的模具；

将所述改性环氧复合体系装入所述预热后的模具内；

在140-180℃下对所述改性环氧复合体系烘烤5-8min，得到所述改性环氧复合材料。

优选的，还包括：

将石墨粉体、助磨粉体和第一溶剂混合，得到复合粉体混合液；其中，所述石墨粉体、所述助磨粉体与所述第一溶剂的质量比为(1-1.5):(2-5):1000；

采用周期性变化的转速对所述复合粉体混合液进行搅拌，得到石墨烯纳米片复合母液；

对所述石墨烯纳米片复合母液进行过滤和干燥，得到所述石墨烯纳米片复合粉体。

一种根据上述任一项所述的制备方法制备得到的适于海洋环境的改性环氧复合材料，包括：环氧树脂、固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂；其中，所述环氧树脂、所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为100:4.5:(0.9-4.5):(0.09-0.45):4.5。

本申请具有以下优点：

在本申请的实施例中，通过将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系；其中，所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2-1):(0.02-0.1):1；将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系；其中，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)；对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料，实现了对所述石墨烯纳米片复合粉体的引入和分散，制备得到的所述改性环氧树脂复合材料具备优异的机械性能和耐盐碱腐蚀性能，可以解决海洋环境中建筑材料易被腐蚀的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种改性环氧复合材料的制备方法的步骤流程图；

图2是本申请另一实施例提供的一种改性环氧复合材料的制备方法的步骤流程图；

图3是本申请又一实施例提供的一种改性环氧复合材料的制备方法的步骤流程图；

图4是本申请一具体实施例提供的一种改性环氧复合材料在盐碱环境中浸泡28天后的拉伸断面形貌图片。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参照图1，示出了本申请一实施例提供的一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法，包括：

S110、将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系；其中，所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2-1):(0.02-0.1):1；

S120、将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系；其中，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)；

S130、对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料。

在本申请的实施例中，通过将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系；其中，所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2-1):(0.02-0.1):1；将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系；其中，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)；对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料，实现了对所述石墨烯纳米片复合粉体的引入和分散，制备得到的所述改性环氧树脂复合材料具备优异的机械性能和耐盐碱腐蚀性能，可以解决海洋环境中建筑材料易被腐蚀的问题。

下面，将对本示例性实施例中一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法作进一步地说明。

如所述步骤S110所述，将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系。

将所述固化剂和所述增塑剂在60-80℃下溶解并搅拌混合，得到第一固化体系。具体的，所述固化剂和所述增塑剂的质量比为1:(0.2-1)。所述固化剂包括咪唑类固化剂和酸酐类固化剂中的一种或两种，优选为2-甲基咪唑和2-甲基-4-乙基咪唑。所述固化剂能够与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，将复合材料骨材包络在网状体之中，使线型树脂变成坚韧的体型固体。所述增塑剂为醇类增塑剂，优选为一缩二乙二醇。所述增塑剂能够减弱环氧树脂分子间的次价键，增加分子键的移动性，降低环氧树脂分子的结晶性，增加环氧树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强。

采用超声分散将所述石墨烯纳米片复合粉体与所述第一固化体系混合，得到第二固化体系。具体的，所述石墨烯纳米片复合粉体和所述第一固化体系的质量比为(0.02-0.1):(1.2-2)。通过超声分散有利于将所述石墨烯纳米片复合粉体均匀混合在所述第一固化体系中。所述石墨烯纳米片复合粉体包括石墨烯纳米片和助磨粉体；其中，所述石墨烯纳米片和所述助磨粉体的质量比为(1-1.5):(2-5)；所述石墨烯纳米片的厚度为0.96-20nm，横向尺寸为100nm-10μm。将所述石墨烯纳米片复合粉体作为填料与环氧树脂混合，可以有效提升所述改性环氧复合材料的电性能、机械性能、热性能和耐腐蚀性能。

将所述稀释剂与所述第二固化体系搅拌混合，得到所述改性固化体系。具体的，所述稀释剂和所述第二固化体系的质量比为1:(1.22-2.1)。所述稀释剂为缩水甘油醚类活性稀释剂，优选为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(D-1301)。所述稀释剂能够调节体系的黏度，便于对环氧树脂涂料进行施工。

通过制备所述改性固化体系，可以直接将所述改性固化体系用于环氧树脂的固化，解决了以往填料在环氧树脂中分散不均匀的问题。并且，所述改性固化体系与环氧树脂混合后，在中温短时间即可完成固化，符合VARTM(Vacuum Assisted Resin TransferMolding，真空辅助树脂转移模塑)工艺和拉挤工艺的生产条件。

如所述步骤S120所述，将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系。

将环氧树脂和所述改性固化体系搅拌混合并置于真空烘箱中进行消泡，得到所述改性环氧复合体系。具体的，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)。所述环氧树脂为E-51型环氧树脂(简称E-44，环氧值为0.41-0.47mo1/100g)、E-44型环氧树脂(简称E-51，环氧值为0.48-0.54mo1/100g)和E-55型环氧树脂(简称E-55，环氧值为0.55-0.56mo1/100g)中的一种或几种。所述环氧树脂属于双酚A型环氧树脂，由双酚A和环氧氯丙烷在碱性催化剂作用下缩聚而成，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成性能优异的固化物，固化时基本上不产生小分子挥发物，固化物具有较高的粘接强度、较高的耐腐蚀性和电性能以及一定的韧性和耐热性。

如所述步骤S130所述，对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料。

在140℃下将模具预热30min，得到预热后的模具。

将所述改性环氧复合体系装入所述预热后的模具内。

在140-180℃下对所述改性环氧复合体系烘烤5-8min，得到所述改性环氧复合材料。

所述改性环氧复合体系的固化温度适中，并且固化时间较短，符合VARTM工艺和拉挤工艺的生产条件。

参照图2，在本申请一实施例中，所述制备方法还包括：

S010、将石墨粉体、助磨粉体和第一溶剂混合，得到复合粉体混合液；其中，所述石墨粉体、所述助磨粉体与所述第一溶剂的质量比为(1-1.5):(2-5):1000。

将所述石墨粉体和所述助磨粉体按照适当的配比在所述第一溶剂中搅拌混合。具体的，所述石墨粉体、所述助磨粉体与所述第一溶剂的质量比为(1-1.5):(2-5):1000。

所述石墨粉体的材料包括天然鳞片石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨和砂磨石墨中的一种或几种。所述石墨粉体成分简单且易于获得。

所述助磨粉体的材料可以根据需要选用无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料中的一种或几种，优选为无机非金属材料或金属材料，其中，所述无机非金属材料可以是氧化硅、氧化铝、粉煤灰和玻璃，所述金属材料可以是铜、铁、锌和镍。所述助磨粉体的粒径为100nm-10μm，形状可以是球体、立方体和不规则块体中的一种或几种。作为一种示例，所述助磨粉体包括氧化硅微球、氧化铝微球、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或几种。作为另一种示例，所述助磨粉体包括铜粉、铁粉、锌粉和镍粉中的一种或几种。在其他示例中，所述助磨粉体也可以选用经表面疏水改性后的上述材料，以提升所述助磨粉体在非极性体系中的分散性。

所述第一溶剂包括表面活性剂和第二溶剂；其中，所述表面活性剂包括羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐的一种或几种，优选为木质素磺酸钠、柠檬酸钠、脂肪酸钾和烷基苯磺酸钠的一种或几种；所述第二溶剂包括无机盐水溶剂和纯水溶剂中的一种或两种；所述表面活性剂与所述第二溶剂的质量比为(1-20):1000。通过在所述第二溶剂中添加所述表面活性剂，能够提升所述第一溶剂的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、起泡、抗静电和润滑性能。此外，所述第一溶剂以所述无机盐水溶剂或所述纯水溶剂为液相介质，具有环保、低成本和易于工业化的特点。

S020、采用周期性变化的转速对所述复合粉体混合液进行搅拌，得到石墨烯纳米片复合母液。

通过采用所述周期性变化的转速对所述复合粉体混合液进行搅拌，可以产生周期性变化的剪切力，从而有效促进石墨烯纳米片的剥离。具体的，采用周期性交替的第一转速和第二转速对所述复合粉体混合液进行搅拌，得到所述石墨烯纳米片复合母液；其中，所述第一转速为500rpm-8000rpm，所述第一转速的持续时间为20min；所述第二转速为10000rpm-15000rpm，所述第二转速的持续时间为15min。实际应用中，将搅拌机采用8000rpm转速剪切20min和12000rpm转速剪切15min作为一个周期，剪切两个周期即可。

S030、对所述石墨烯纳米片复合母液进行过滤和干燥，得到所述石墨烯纳米片复合粉体。

对所述石墨烯纳米片复合母液进行抽滤，使得固体和液体溶液分离开来。对经过抽滤后的固体进行干燥，从而完全除去固体中的水分，得到所述石墨烯纳米片复合粉体。

参照图3，在本申请一实施例中，所述制备方法还包括：

S000、对待改性助磨粉体进行表面改性，得到表面疏水的所述助磨粉体。

所述待改性助磨粉体的材料可以根据需要选用无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料中的一种或几种，优选为无机非金属材料或金属材料，其中，所述无机非金属材料可以是氧化硅、氧化铝、粉煤灰和玻璃，所述金属材料可以是铜、铁、锌和镍。所述待改性助磨粉体的粒径为100nm-10μm，形状可以是球体、立方体和不规则块体中的一种或几种。作为一种示例，所述待改性助磨粉体包括氧化硅微球、氧化铝微球、粉煤灰和玻璃微珠中的一种或几种。作为另一种示例，所述待改性助磨粉体包括铜粉、铁粉、锌粉和镍粉中的一种或几种。

由于所述待改性助磨粉体具有较高的比表面积，粉体间互相作用力大，极易发生团聚，并且亲水疏油性较高，不利于在非极性体系中分散，因此，采用表面活性剂对所述待改性助磨粉体进行表面疏水改性，同时提高制造待改性助磨粉体的强度、韧性和耐水性能等。具体的，所述表面活性剂包括硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的一种或两种。

所述表面活性剂可以用D-E的公式来表示，其中，D基团能够依附在所述待改性助磨粉体的表面，E基团是疏水基团。D基团能够通过吸附、形成的离子键、形成的共价键、或以上作用联合作用依附在所述待改性助磨粉体的表面。E基团可以是非极性基团。

所述硅烷偶联剂是一类含硅原子的有机化合物，可以用通式YSiX3表示，其中X为烷基或烷氧基，Y为烷基、氧代烷基或氨基、苯基等。所述硅烷偶联剂具有增强有机物与无机化合物之间亲和力的作用，可强化提高复合材料的物理化学性能，如强度、韧性、电性能、耐水、耐腐蚀性。具体的，所述硅烷偶联剂包括但不局限于以下种类：烷基三烷氧基硅烷，(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷，(甲基)丙烯酰氧基烷基烷基二烷氧基硅烷，丙烯酰氧基烷基烷基二烷氧基硅烷，(甲基)丙烯酰氧基烷基二烷基烷氧基硅烷，丙烯酰氧基烷基二烷基烷氧基硅烷，巯基烷基三烷氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，芳基三烷氧基硅烷，乙烯基硅烷，3-缩水甘油醚基丙基三烷氧基硅烷，聚醚硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，γ-巯丙基三甲氧基硅烷，γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，双-[丙基三乙氧基硅烷]，N-(β-氨乙基)-γ-(氨丙基)-甲基二甲氧基硅烷，N-(β-氨乙基)-γ-(氨丙基)-三甲氧基硅烷，γ-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷。

所述钛酸酯偶联剂主要包括四种类型：单烷氧基型、焦磷酸型、熬合型和配位型。所述钛酸酯偶联剂可用通式ROO(4-n)Ti(OX-R’Y)n(n＝2，3)表示；其中RO-是可水解的短链烷氧基，能与无机物表面羟基起反应，从而达到化学偶联的目的；OX-可以是羧基、烷氧基、磺酸基、磷基等，这些基团决定钛酸酯所具有的特殊功能，例如磺酸基赋予有机物一定的触变性，焦磷酰氧基有阻燃，防锈和增强粘接的性能，亚磷酰氧基可提供抗氧、耐燃性能等，因此通过OX-的选择，可以使钛酸酯兼具偶联和其他特殊性能；R’-是长碳键烷烃基，它比较柔软，能和有机聚合物进行弯曲缠结，使有机物和无机物的相容性得到改善，提高材料的抗冲击强度：Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等，这些基团连接在钛酸酯分子的末端，可以与有机物进行化学反应而结合在一起所述。钛酸酯偶联剂具有很大的灵活性和多功能性，它既是偶联剂，也可以是分散剂、湿润剂、黏合剂、交联剂、催化剂等，还可以兼有防锈、抗氧化、阻燃等多功能。

以下是本申请的具体实施例：

实施例一

将KH570硅烷偶联剂、水和乙醇按照体积比为1:1:8混合，得到硅烷偶联剂稀释液；向所述硅烷偶联剂稀释液中加入适量醋酸调至pH＝4，水解2h；取10mL上述水解液加入100mL乙醇中，再加入15g二氧化硅微球粉体，在80℃下反应2h后抽滤、烘干，得到改性二氧化硅微球粉体；将1g石墨粉体和2g所述改性二氧化硅微球粉体加入到1000mL去离子水中，采用高速剪切乳化机以12000rpm/15min、8000rpm/20min为一个剪切剥离周期进行两个周期的分散处理，然后进行抽滤、真空干燥，得到石墨烯纳米片复合粉体。

将6质量份的2-甲基咪唑和6质量份的一缩二乙二醇在60℃进行搅拌溶解，再加入0.12质量份的所述石墨烯纳米片复合粉体，超声分散均匀后，再依次加入6质量份的稀释剂D-1301和100质量份的E-51型环氧树脂，搅拌均匀后，得到改性环氧复合体系；将所述改性环氧复合体系置于真空烘箱中进行消泡，再倒入预热后的模具中，在140℃下固化8min，得到改性环氧复合材料。

经过测试可知，所述改性环氧复合材料的抗拉强度达60.5MPa。

实施例二

将三甲氧基苯基硅烷偶联剂、水和乙醇按照体积比为1:1:8混合，得到硅烷偶联剂稀释液；向所述硅烷偶联剂稀释液中加入适量醋酸调至pH＝4，水解2h；取10mL上述水解液加入100mL乙醇中，再加入15g二氧化硅微球粉体，在80℃下反应2h后抽滤、烘干，得到改性二氧化硅微球粉体；将1g石墨粉体和2g所述改性二氧化硅微球粉体加入到1000mL去离子水中，采用高速剪切乳化机以12000rpm/15min、8000rpm/20min为一个剪切剥离周期进行两个周期的分散处理，然后进行抽滤、真空干燥，得到石墨烯纳米片复合粉体。

将6质量份的2-甲基咪唑和6质量份的一缩二乙二醇在60℃进行搅拌溶解，再加入0.2质量份的所述石墨烯纳米片复合粉体，超声分散均匀后，再依次加入6质量份的稀释剂D-1301和100质量份的E-44型环氧树脂，搅拌均匀后，得到改性环氧复合体系；将所述改性环氧复合体系置于真空烘箱中进行消泡，再倒入预热后的模具中，在160℃固化4min，得到改性环氧复合材料。

经过测试可知，所述改性环氧复合材料的抗拉强度达60.8MPa。

实施例三

称取5g铜粉和1g石墨粉体，加入到1000mL去离子水中,以12000rpm/15min、8000rpm/20min为一个剪切剥离周期进行两个周期的分散处理，然后经过抽滤、真空干燥，得到石墨烯纳米片复合粉体。

将6质量份的2-甲基咪唑和6质量份的一缩二乙二醇在60℃进行搅拌溶解，再加入0.3质量份的所述石墨烯纳米片复合粉体，超声分散均匀后，再依次加入6质量份的稀释剂D-1301和100质量份的E-51型环氧树脂，搅拌均匀后，得到改性环氧复合体系；将所述改性环氧复合体系置于真空烘箱中进行消泡，再倒入预热后的模具中，在140℃固化8min，得到改性环氧复合材料。

经过测试可知，所述改性环氧复合材料的抗拉强度达61.8MPa。

将实施例三中的所述改性环氧复合材料置于60℃、pH＝12的海水中浸泡28天后再进行测试，其抗拉强度达51.3MPa，其断面形貌如图所示，可以看出，所述改性环氧复合材料具有典型韧性断裂特征，结构未出现明显劣化现象，说明所述改性环氧复合材料具有优异的盐碱腐蚀能力。

参照图4，示出了本申请一实施例提供的一种根据上述任一实施例所述的制备方法制备得到的适于海洋环境的改性环氧复合材料，所述改性环氧复合材料包括：环氧树脂、固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂；其中，所述环氧树脂、所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为100:4.5:(0.9-4.5):(0.09-0.45):4.5。

所述改性环氧复合材料抗拉强度高，耐腐蚀性能佳，并且原材料来源广泛，价格便宜，所需成本低，工艺简单，有利于工业化生产，适用于各种海洋工程复合材料(例如纤维复合筋和纤维复合层压板)的制备。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法及产品，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种适于海洋环境的改性环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

将石墨粉体、助磨粉体和第一溶剂混合，得到复合粉体混合液；其中，所述石墨粉体、所述助磨粉体与所述第一溶剂的质量比为(1-1.5):(2-5):1000；所述助磨粉体为经表面疏水改性后的无机非金属材料、金属材料和有机高分子材料中的一种或几种；

采用高速剪切乳化机以周期性变化的转速对所述复合粉体混合液进行搅拌，得到石墨烯纳米片复合母液；其中，所述周期性变化的转速包括周期性交替的第一转速和第二转速，所述第一转速为500rpm-8000rpm，持续时间为20min，所述第二转速为10000rpm-15000rpm，持续时间为15min；

对所述石墨烯纳米片复合母液进行过滤和干燥，得到石墨烯纳米片复合粉体；其中，所述石墨烯纳米片复合粉体包括石墨烯纳米片和助磨粉体；

将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系；其中，所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为1:(0.2-1):(0.02-0.1):1；

将环氧树脂和所述改性固化体系混合，得到改性环氧复合体系；其中，所述环氧树脂和所述改性固化体系的质量比为10:(1-3)；

对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂混合，得到改性固化体系的步骤，包括：

将所述固化剂和所述增塑剂在60-80℃下溶解并混合，得到第一固化体系；

采用超声分散将所述石墨烯纳米片复合粉体与所述第一固化体系混合，得到第二固化体系；

将所述稀释剂与所述第二固化体系混合，得到所述改性固化体系。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂包括咪唑类固化剂和酸酐类固化剂中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为醇类增塑剂。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯纳米片复合粉体包括石墨烯纳米片和助磨粉体；其中，所述石墨烯纳米片和所述助磨粉体的质量比为(1-1.5):(2-5)；所述石墨烯纳米片的厚度为0.96-20nm，横向尺寸为100nm-10μm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂为缩水甘油醚类活性稀释剂。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为E-51型环氧树脂、E-44型环氧树脂和E-55型环氧树脂中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述改性环氧复合体系进行固化处理，得到改性环氧复合材料的步骤，包括：

在140℃下将模具预热30min，得到预热后的模具；

将所述改性环氧复合体系装入所述预热后的模具内；

在140-180℃下对所述改性环氧复合体系烘烤5-8min，得到所述改性环氧复合材料。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的适于海洋环境的改性环氧复合材料，其特征在于，包括：环氧树脂、固化剂、增塑剂、石墨烯纳米片复合粉体和稀释剂；其中，所述环氧树脂、所述固化剂、所述增塑剂、所述石墨烯纳米片复合粉体和所述稀释剂的质量比为100:4.5:(0.9-4.5):(0.09-0.45):4.5。