一种碳酸锂高分子聚合物复合材料及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料制备，具体是指一种碳酸锂高分子聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂具有优异的力学性能、胶粘性能、电绝缘性能、尺寸稳定性等，易加工且成本低，使得环氧树脂在复合材料中有着广泛的应用，然而，与大多数聚合物材料一样，由c、h、o组成的环氧树脂极易燃烧，容易造成火灾，这极大地限制了环氧树脂的应用范围，因此对其进行阻燃处理十分重要；目前，提高阻燃性最常用的方法是添加无机添加剂，但是高含量填料的加入会使复合材料的力学性能变差，同时填料的种类和性质也极大的影响复合材料的阻燃效果。

2、目前现有技术主要存在以下问题：环氧树脂阻燃效果差。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种碳酸锂高分子聚合物复合材料及其制备方法，为了解决环氧树脂阻燃效果差的问题，本发明提出通过碳微球负载碳酸锂作为填料，提高聚合物力学性能和阻燃性能，同时使用木质素磺酸铜对填料改性，改善填料的分散性和相容性，提高阻燃效果。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种碳酸锂高分子聚合物复合材料及其制备方法，所述碳酸锂高分子聚合物复合材料包括如下重量份的组分：碳酸锂复合填料20-35份、环氧树脂60-80份、固化剂50-75份、稀释剂20-40份。

3、进一步地，所述碳酸锂复合填料的制备方法包括如下步骤：

4、(1)取二水醋酸锂加入50ml去离子水中，搅拌至完全溶解，加入碳微球，搅拌10-20min，超声处理，得到混合液；

5、(2)将步骤(1)所述混合液过滤后，80℃烘干6-8h，研磨过200目筛，真空条件下500℃煅烧3-4h，得到碳酸锂复合材料；

6、(3)取步骤(2)所述复合材料加入100ml去离子水中，超声处理，加入50ml木质素磺酸钠水溶液，搅拌20-40min，缓慢滴加50ml氯化铜溶液，滴加完成后继续搅拌1-2h，将所得产物过滤洗涤，80℃下干燥8-10h，碳酸锂复合填料。

7、进一步地，在步骤(1)中，所述二水醋酸锂与碳微球的质量比为1:2-3。

8、进一步地，在步骤(1)中，所述超声处理的功率为100w，时间为10-15min。

9、进一步地，在步骤(3)中，所述复合材料在去离子水中的质量分数为2-3％。

10、进一步地，在步骤(3)中，所述超声处理的功率为200w，时间为5-10min。

11、进一步地，在步骤(3)中，所述木质素磺酸钠水溶液的浓度为5g/l。

12、进一步地，在步骤(3)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.05mol/l。

13、本发明提供了一种碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

14、将环氧树脂加入有机溶剂中，加入碳酸锂复合填料，搅拌均匀，加入固化剂固化后，得到碳酸锂高分子聚合物复合材料。

15、本发明取得的有益效果如下：

16、本发明通过碳微球负载碳酸锂作为填料，提高聚合物力学性能和阻燃性能，同时使用木质素磺酸铜对填料改性，改善填料的分散性和相容性，提高阻燃效果；碳微球粒径小、热稳定性高、化学稳定性好的优点，作为填充剂加入聚合物中，可以提高复合材料的强度和刚度，使得复合材料更加耐磨、耐冲击，同时碳微球具有高表面积和多孔结构，能够作为载体负载碳酸锂，碳酸锂通过吸热和释放惰性气体的方式来减缓或抑制材料的燃烧过程，从而提高材料的阻燃性能；通过木质素磺酸铜包覆碳微球/碳酸锂复合材料，提高了碳微球/碳酸锂复合材料的疏水性，改善了碳微球/碳酸锂复合材料在基体中的分散性以及与基体间的相容性，同时可以提高碳微球/碳酸锂复合材料的阻燃效果，木质素磺酸铜在高温下产生的氧化铜与木质素磺酸盐焦炭以及碳微球能够交联形成稳定性高的焦炭，这种稳固的焦炭有利于提高阻燃效果。

技术特征：

1.一种碳酸锂高分子聚合物复合材料，其特征在于：包括如下重量份的组分：碳酸锂复合填料20-35份、环氧树脂60-80份、固化剂50-75份、稀释剂20-40份。

2.一种根据权利要求1所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：将环氧树脂加入有机溶剂中，加入碳酸锂复合填料，搅拌均匀，加入固化剂固化后，得到碳酸锂高分子聚合物复合材料。

3.根据权利要求2所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳酸锂复合填料的制备方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述二水醋酸锂与碳微球的质量比为1:2-3。

5.根据权利要求4所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述超声处理的功率为100w，时间为10-15min。

6.根据权利要求5所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述复合材料在去离子水中的质量分数为2-3％。

7.根据权利要求6所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述超声处理的功率为200w，时间为5-10min。

8.根据权利要求7所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述木质素磺酸钠水溶液的浓度为5g/l。

9.根据权利要求8所述的碳酸锂高分子聚合物复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述氯化铜溶液的浓度为0.05mol/l。

技术总结
本发明公开高分子材料制备技术领域的一种碳酸锂高分子聚合物复合材料，包括如下重量份的组分：碳酸锂复合填料20‑35份、环氧树脂60‑80份、固化剂50‑75份、稀释剂20‑40份。本发明通过碳微球负载碳酸锂作为填料，提高聚合物力学性能和阻燃性能，同时使用木质素磺酸铜对填料改性，改善填料在聚合物中的分散性和相容性，提高阻燃效果。

技术研发人员：兰立华
受保护的技术使用者：贵州兆为新材料科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4