本发明涉及理化板材技术领域，尤其涉及一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材。
背景技术：
随着现代化科学技术的迅速发展，近年来，各研究机构、高等院校以及工矿企业纷纷建造实验室，以满足科学实验研究的需要。随着各种实验室越来越多，需要的实验室成套设备也会逐渐增加。理化板材是实验室必不可少的材料，但是现有的实验台面材料其耐磨性不是很理想，且耐热性不是很好，在长期使用的过程中仍存在使用寿命短的缺陷，不能满足实验室台面的要求。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，其耐磨性好，耐热性和耐老化性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂50-80份、聚苯硫醚10-35份、含氟环氧乙烯基酯树脂4-15份、尼龙2-15份、氮化硅5-15份、酚醛树脂10-30份、纳米氧化铝3-15份、改性羧基化碳纳米管5-15份、高密度聚乙烯纤维3-15份、淀粉纳米晶5-20份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3-12份、碳化铝2-15份、纳米氧化锌2-15份、钛白粉3-15份、羟基硅油2-10份、含氟表面活性剂1-5份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将5-20份蒙脱土加入反应装置中，然后加入15-30份N,N二甲基乙酰胺，超声10-25min后加入2-10份羧基化碳纳米管，继续超声5-15min，然后回流反应10-20h，然后加入1-5份氯化铈和2-5份质量分数为20％的硝酸溶液，在45-60℃搅拌反应1-3h，然后加入2-10份氨水，搅拌10-50min后静置3-5h，过滤、烘干后在550-650℃下煅烧80-120min得到所述改性羧基化碳纳米管。
优选地，所述改性环氧树脂复合材料的原料中，双酚A型环氧树脂、聚苯硫醚、含氟环氧乙烯基酯树脂、尼龙的重量比为58-70：19-30：6.5-12：8-13。
优选地，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂62-66份、聚苯硫醚23-28份、含氟环氧乙烯基酯树脂5-8份、尼龙8.5-11份、氮化硅10-12份、酚醛树脂18-22份、纳米氧化铝6.5-10份、改性羧基化碳纳米管8-11份、高密度聚乙烯纤维8-11份、淀粉纳米晶9-16份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷7-10份、碳化铝5.9-7份、纳米氧化锌6.2-7份、钛白粉7-9.5份、羟基硅油5.5-7份、含氟表面活性剂3.2-4份。
优选地，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂64份、聚苯硫醚26份、含氟环氧乙烯基酯树脂5.6份、尼龙10份、氮化硅10.6份、酚醛树脂20份、纳米氧化铝8.6份、改性羧基化碳纳米管8.8份、高密度聚乙烯纤维10份、淀粉纳米晶12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷8.3份、碳化铝6.2份、纳米氧化锌6.6份、钛白粉8.3份、羟基硅油6.2份、含氟表面活性剂3.7份。
优选地，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为800-830g/eq，软化点为95-100℃，有机氯离子含量≤0.5％，无机氯离子含量≤250ppm。
优选地，所述纳米氧化铝为纳米α-Al2O3和纳米γ-Al2O3按重量比为2-6:3-7的混合物。
优选地，所述纳米α-Al2O3的平均粒度为220-300nm，所述纳米γ-Al2O3的平均粒度为30-60nm。
优选地，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将10-15份蒙脱土加入反应装置中，然后加入19-25份N,N二甲基乙酰胺，超声14-20min后加入5.5-7份羧基化碳纳米管，继续超声8-10min，然后回流反应13-17h，然后加入3.2-4份氯化铈和3-4份质量分数为20％的硝酸溶液，在50-55℃搅拌反应1.6-2.4h，然后加入5-5.8份氨水，搅拌35-40min后静置3.8-4h，过滤、烘干后在585-610℃下煅烧90-115min得到所述改性羧基化碳纳米管。
优选地，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将12份蒙脱土加入反应装置中，然后加入20份N,N二甲基乙酰胺，超声16min后加入6.2份羧基化碳纳米管，继续超声9min，然后回流反应14.5h，然后加入3.7份氯化铈和3.6份质量分数为20％的硝酸溶液，在53℃搅拌反应2.1h，然后加入5.6份氨水，搅拌38min后静置3.9h，过滤、烘干后在600℃下煅烧110min得到所述改性羧基化碳纳米管。
本发明所述含氟表面活性剂可以按照以下工艺进行制备：按重量份将8-20份十八烷基烯酮二聚体、6-15份N-乙基，N-羟乙基全氟辛基磺酰胺加入100份甲苯中，室温下搅拌35-50min后升温至65-75℃，搅拌反应2-3.5h，反应结束后经蒸馏、洗涤、干燥、研磨得到所述含氟表面活性剂。
本发明的理化膜采用改性环氧树脂复合材料制备而成，在改性环氧树脂复合材料的原料中，选择了双酚A型环氧树脂为主料，赋予理化膜优异的力学性能和耐腐蚀性能，同时添加了聚苯硫醚、含氟环氧乙烯基酯树脂和尼龙对其进行改性，其中，聚苯硫醚中的巯基可以与双酚A型环氧树脂发生扩链反应，在柔性的环氧树脂分子链上引入了刚性的聚苯硫醚，在保持环氧树脂柔韧性的同时，赋予理化板材一定的强度，与含氟环氧乙烯基酯树脂、尼龙按照本发明中的比例配合后，四者性能实现了最优化的协同，显著提高了理化板材的耐热性和耐腐蚀性，且尺寸稳性好，粘合性能和加工性能优异，同时赋予理化板材一定的阻燃性；在改性羧基化碳纳米管的制备过程中，首先，以蒙脱土和羧基化碳纳米管为原料，通过控制反应的条件，使羧基化碳纳米管负载在了蒙脱土的片层间得到了蒙脱土改性羧基化碳纳米管，之后加入氯化铈，通过控制反应的条件，使氧化铈负载在了蒙脱土改性羧基化碳纳米管中，将其加入体系中，同时具有蒙脱土、羧基化碳纳米管和氧化铈的性质，且在体系中分散均匀，与淀粉纳米晶、纳米氧化铝、高密度聚乙烯纤维、碳化铝、纳米氧化锌和钛白粉配合后，实现了复合材料中微相结构的最优化，在体系中形成了硬质点，起到了抗磨损和机体变形产生的磨损的双重作用，显著改善了理化板的耐磨性，同时在基体中增强了体系的交联网状结构，使得应力大大分散，减少了体系中的微裂纹，改善了复合材料的强韧性，同时改善了理化板的弯曲强度、断裂弯曲形变、耐热性和耐老化性；羟基硅烷加入体系中，其中的羟基能与γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的烷氧基发生反应，同时γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基能与环氧树脂中的环氧基发生反应，从而改善了羟基硅油在体系中的分散性，与含氟表面活性剂具有协同作用，显著提高了理化板材的耐腐蚀性和耐热性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂80份、聚苯硫醚10份、含氟环氧乙烯基酯树脂15份、尼龙2份、氮化硅15份、酚醛树脂10份、纳米氧化铝15份、改性羧基化碳纳米管5份、高密度聚乙烯纤维15份、淀粉纳米晶5份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷12份、碳化铝2份、纳米氧化锌15份、钛白粉3份、羟基硅油10份、含氟表面活性剂1份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将20份蒙脱土加入反应装置中，然后加入15份N,N二甲基乙酰胺，超声25min后加入2份羧基化碳纳米管，继续超声15min，然后回流反应10h，然后加入5份氯化铈和2份质量分数为20％的硝酸溶液，在60℃搅拌反应1h，然后加入10份氨水，搅拌10min后静置5h，过滤、烘干后在550℃下煅烧120min得到所述改性羧基化碳纳米管。
实施例2
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂50份、聚苯硫醚35份、含氟环氧乙烯基酯树脂4份、尼龙15份、氮化硅5份、酚醛树脂30份、纳米氧化铝3份、改性羧基化碳纳米管15份、高密度聚乙烯纤维3份、淀粉纳米晶20份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3份、碳化铝15份、纳米氧化锌2份、钛白粉15份、羟基硅油2份、含氟表面活性剂5份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将5份蒙脱土加入反应装置中，然后加入30份N,N二甲基乙酰胺，超声10min后加入10份羧基化碳纳米管，继续超声5min，然后回流反应20h，然后加入1份氯化铈和5份质量分数为20％的硝酸溶液，在45℃搅拌反应3h，然后加入2份氨水，搅拌50min后静置3h，过滤、烘干后在650℃下煅烧80min得到所述改性羧基化碳纳米管。
实施例3
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂66份、聚苯硫醚23份、含氟环氧乙烯基酯树脂8份、尼龙8.5份、氮化硅12份、酚醛树脂18份、纳米氧化铝10份、改性羧基化碳纳米管8份、高密度聚乙烯纤维11份、淀粉纳米晶9份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷10份、碳化铝5.9份、纳米氧化锌7份、钛白粉7份、羟基硅油7份、含氟表面活性剂3.2份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将15份蒙脱土加入反应装置中，然后加入19份N,N二甲基乙酰胺，超声20min后加入5.5份羧基化碳纳米管，继续超声10min，然后回流反应13h，然后加入4份氯化铈和3份质量分数为20％的硝酸溶液，在55℃搅拌反应1.6h，然后加入5.8份氨水，搅拌35min后静置4h，过滤、烘干后在585℃下煅烧115min得到所述改性羧基化碳纳米管；
其中，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为830g/eq，软化点为100℃，有机氯离子含量≤0.5％，无机氯离子含量≤250ppm；
所述纳米氧化铝为纳米α-Al2O3和纳米γ-Al2O3按重量比为2:7的混合物；
所述纳米α-Al2O3的平均粒度为300nm，所述纳米γ-Al2O3的平均粒度为30nm。
实施例4
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂62份、聚苯硫醚28份、含氟环氧乙烯基酯树脂5份、尼龙11份、氮化硅10份、酚醛树脂22份、纳米氧化铝6.5份、改性羧基化碳纳米管11份、高密度聚乙烯纤维8份、淀粉纳米晶16份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷7份、碳化铝7份、纳米氧化锌6.2份、钛白粉9.5份、羟基硅油5.5份、含氟表面活性剂4份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将10份蒙脱土加入反应装置中，然后加入25份N,N二甲基乙酰胺，超声14min后加入7份羧基化碳纳米管，继续超声8min，然后回流反应17h，然后加入3.2份氯化铈和4份质量分数为20％的硝酸溶液，在50℃搅拌反应2.4h，然后加入5份氨水，搅拌40min后静置3.8h，过滤、烘干后在610℃下煅烧90min得到所述改性羧基化碳纳米管；
其中，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为830g/eq，软化点为95℃，有机氯离子含量≤0.5％，无机氯离子含量≤250ppm；
所述纳米氧化铝为纳米α-Al2O3和纳米γ-Al2O3按重量比为6:3的混合物；
所述纳米α-Al2O3的平均粒度为220nm，所述纳米γ-Al2O3的平均粒度为60nm。
实施例5
本发明提出的一种实验室台面专用耐磨耐热理化板材，包括理化板芯材和覆盖在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性环氧树脂复合材料制备而成，所述改性环氧树脂复合材料的原料按重量份包括：双酚A型环氧树脂64份、聚苯硫醚26份、含氟环氧乙烯基酯树脂5.6份、尼龙10份、氮化硅10.6份、酚醛树脂20份、纳米氧化铝8.6份、改性羧基化碳纳米管8.8份、高密度聚乙烯纤维10份、淀粉纳米晶12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷8.3份、碳化铝6.2份、纳米氧化锌6.6份、钛白粉8.3份、羟基硅油6.2份、含氟表面活性剂3.7份；
其中，所述改性羧基化碳纳米管按照以下工艺进行制备：按重量份将12份蒙脱土加入反应装置中，然后加入20份N,N二甲基乙酰胺，超声16min后加入6.2份羧基化碳纳米管，继续超声9min，然后回流反应14.5h，然后加入3.7份氯化铈和3.6份质量分数为20％的硝酸溶液，在53℃搅拌反应2.1h，然后加入5.6份氨水，搅拌38min后静置3.9h，过滤、烘干后在600℃下煅烧110min得到所述改性羧基化碳纳米管；
其中，所述理化板芯材正、反两面的表面均覆盖有理化膜；
所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为810g/eq，软化点为98℃，有机氯离子含量≤0.5％，无机氯离子含量≤250ppm；
所述纳米氧化铝为纳米α-Al2O3和纳米γ-Al2O3按重量比为3:5的混合物；
所述纳米α-Al2O3的平均粒度为280nm，所述纳米γ-Al2O3的平均粒度为45nm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。