一种环氧树脂复合材料及其制备方法与流程

本申请涉及复合材料，具体涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂(ep)是一类分子链中含有2个及以上环氧基团的聚合物，具有良好的黏合性和耐腐蚀性，可用作涂料和胶黏剂，还作为一类重要的热固性塑料，广泛应用于电子电气、航空航天等领域。环氧树脂复合材料具有较高的比强度、比模量、耐腐蚀、抗疲劳、阻尼减振性、尺寸稳定性、力学性能等优点，进而在航空航天、交通运输、风力发电、体育用品、航海造船等工业领域具有广泛的应用。

2、目前，环氧树脂复合材料一般是通过添加各种填料以改善环氧树脂复合材料的性能，但是如何改善其在环氧树脂中的分散性和界面作用力是目前的一个关键难题。

3、不同填料的添加直接决定环氧树脂复合材料的性能，现有环氧树脂复合材料大多是提高其耐腐蚀以及力学性能，然而，随着科技进步，越来越多领域对环氧树脂复合材料的阻燃和抗静电等性能要求越来越高，因此，如何提供一种具有优异的阻燃和抗静电性能的环氧树脂复合材料越来越受到关注。

技术实现思路

1、为了解决本领域存在的上述不足，本申请旨在提供一种环氧树脂复合材料及其制备方法，该环氧树脂复合材料通过各原料组分和用量的限定，使得整体制备得到的环氧树脂复合材料具有优异的阻燃和抗静电作用，拓展了环氧树脂复合材料的应用领域。

2、根据本申请的一方面，提供一种环氧树脂复合材料，由包括以下重量份的原料制得：

3、环氧树脂100-200份、聚酰亚胺10-20份、硅微粉3-10份、石墨烯1-2份、固化剂3-6份；

4、其中，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺；

5、所述甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺质量比为1∶(2-3)。

6、根据本申请的一些实施例，环氧树脂复合材料还包括：碳纤维2-4份、滑石粉4-8份、促进剂0.1-0.3份、稀释剂20-40份和偶联剂2-4份。

7、根据本申请的一些实施例，由包括以下重量份的原料制得：

8、环氧树脂150份、聚酰亚胺15份、硅微粉6份、石墨烯2份、碳纤维3份、滑石粉6份、固化剂5份、促进剂0.2份、稀释剂30份和偶联剂3份。

9、根据本申请的一些实施例，所述促进剂为2-甲基咪唑。

10、根据本申请的一些实施例，所述稀释剂为己二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚。

11、根据本申请的一些实施例，所述分散剂为硅烷偶联剂。

12、根据本申请的另一方面，提供一种环氧树脂复合材料的制备方法，包括：

13、按照上述重量份称取各原料；

14、将硅微粉、滑石粉和偶联剂进行混合并搅拌混匀，得到的混合物；

15、将环氧树脂、聚酰亚胺、碳纤维、石墨烯、稀释剂、促进剂以及混合物进行混合，加热搅拌；

16、加入固化剂，升温固化，即得所述环氧树脂复合材料。

17、根据本申请的一些实施例，所述一种环氧树脂复合材料制备方法，由包括以下重量份的原料制得：

18、环氧树脂100-200份、聚酰亚胺10-20份、硅微粉3-10份、石墨烯1-2份、固化剂3-6份；

19、根据本申请的一些实施例，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺；

20、所述甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺质量比为1∶(2-3)。

21、根据本申请的一些实施例，所述加热搅拌温度为60-80℃，所述加热搅拌时间为2-4h。

22、根据本申请的一些实施例，所述搅拌速度为200-300r/min。

23、根据本申请的一些实施例，所述固化温度为120-140℃，时间为1-2h。

24、与现有技术相比，本申请至少包括如下有益效果：

25、本申请提供一种环氧树脂复合材料，通过各原料组分和用量的限定，使得整体制备得到的环氧树脂复合材料具有优异的机械强度以及阻燃和抗静电作用。

26、本申请的环氧树脂复合材料中，通过特定含量的石墨烯和聚酰亚胺的添加能够改善导电以及提高氧指数，当聚酰亚胺10-20份、石墨烯1-2份时，环氧树脂复合材料具有良好的阻燃和抗静电性能，同时提高复合材料的机械强度，拓展环氧树脂复合材料的应用领域。

27、本申请的环氧树脂复合材料采用的特定的复合型固化剂，并限定其组成比例，能够更好的实现各原料组分的固化。本申请的固化剂搭配硅微粉使用，可进一步提高本申请环氧树脂复合材料的机械强度。其中，硅微粉的重量份为3-10份，添加量过少或过多，均会造成产品拉力不足。

28、本申请的环氧树脂复合材料中的碳纤维可改善其导电性能及机械性能，添加量为2-4份，过少时效果不佳，而用量过大导致各组分之间粘结变差，影响复合材料的机械性能。

29、本申请还提供一种环氧树脂复合材料的制备方法，该方法工艺简单、便于操作，生产效率较高，便于工业生产。

技术特征：

1.一种环氧树脂复合材料，其特征在于，由包括以下重量份的原料制得：

2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述原料还包括：碳纤维2-4份、滑石粉4-8份、促进剂0.1-0.3份、稀释剂20-40份和偶联剂2-4份。

3.根据权利要求2所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述原料包括：

4.根据权利要求3所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述促进剂为2-甲基咪唑。

5.根据权利要求3所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述稀释剂为己二醇二缩水甘油醚或丁二醇二缩水甘油醚。

6.根据权利要求3所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述分散剂为硅烷偶联剂。

7.一种环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺；

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述加热搅拌温度为60-80℃，所述加热搅拌时间为2-4h；所述搅拌速度为200-300r/min。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述固化温度为120-140℃，时间为1-2h。

技术总结
本申请公开一种环氧树脂复合材料及其制备方法，所述复合材料由包括以下重量份的原料制得：环氧树脂100‑200份、聚酰亚胺10‑20份、硅微粉3‑10份、石墨烯1‑2份、固化剂3‑6份；其中，所述固化剂为甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺；所述甲基六氢邻苯二甲酸酐和十二烷基二胺质量比为1∶(2‑3)。通过各原料组分和用量的限定，使得整体制备得到的环氧树脂复合材料具有优异的机械强度以及阻燃和抗静电作用。

技术研发人员：赵帅,徐宗华,郭姣姣,洪维建
受保护的技术使用者：长兴化学工业（中国）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17