使其混合均匀， 然后缓慢加入高锰酸钾（18g)，控制反应温度在35~40°C，直至完全加入高锰酸钾；
[0060] (2)将反应温度升到50°C，连续搅拌12小时，停止反应，将溶液温度冷却至室温；
[0061] (3)将3ml的30 %双氧水加入溶液中；
[0062] (4)将溶液边搅拌边缓慢加入到冰浴的去离子水中，控制好反应温度（室温），不 能过热；
[0063] (5)将溶液进行离心得到反应产物，并用配制的30%的稀盐酸溶液和去离子水反 复洗涤，直到滤液中无硫酸根被检测到为止；将产物放入50°C的烘箱中充分干燥，得到的 产物即为氧化石墨。
[0064] 对制备的氧化石墨分别进行FTIR(红外光谱）和XRD测试，结果见图1和图2。
[0065] 由图1氧化石墨的红外光谱图可知，在3412cm1处出现了一个较大吸收峰，归属 于-0H的伸缩振动，这是由于氧化石墨带有大量的-0H，同时也吸收了一定量的水分子；在 1725cm1和1625cm1附近出现的峰分别归于氧化石墨表面羧基中的C= 0伸缩振动峰和氧 化石墨吸收的水分子的弯曲振动峰；在1385cm1处出现一个较小的吸收峰，这属于氧化石 墨中C-0H产生的伸缩振动；而1047cm1附近的峰则归属于C-0-C的伸缩振动；而606cm1的 峰归属于氧化石墨样品中吸附的少量〔02引起的面内外弯曲振动。从以上分析可以看出，通 过我们的制备工艺，鳞片石墨被成功氧化，氧化后石墨表面和边缘至少存在-〇H、-C00H、-C =0、-CH(0)CH-四种主要的官能团。
[0066] 由图2氧化石墨的XRD图可知，鳞片石墨的原始层间距只有0. 34nm，经过氧化之 后，其层间距增加至0. 98nm，这与红外光谱的结果相对应。鳞片石墨经过氧化之后带有许多 含氧基团，由于这些基团的存在，所以其层间距被进一步撑开。
[0067] 上述测试结果表明，本发明成功制备得到了氧化石墨。
[0068] 实施例2
[0069] 将氧化石墨（0. 72g)加入100ml的丙酮中，超声分散lh，此时氧化石墨能较好地分 散在丙酮中，加入蓖麻油（23. 2g)，在80°C下以300r/min的速度搅拌，使氧化石墨借助丙酮 的作用充分分散在蓖麻油中，然后边搅拌边除去丙酮2h，当丙酮除尽后，氧化石墨良好地分 散在蓖麻油中；在65°C，加入TDI(8. 8g)，反应45min，得到聚氨酯预聚物，备用；
[0070] 将EP(40g)与上述制备的聚氨酯预聚物（32g)在65°C下混合均匀后，加入固化剂 M0CA(17g)搅拌均匀；将混合液倒入预热后的模具中，于120°C固化6h，即得本发明的聚氨 酯/环氧树脂复合材料。
[0071] 为了说明本发明的有益效果，本发明提供以下试验例：
[0072] 试验例1、力学性能测试
[0073]拉伸性能测试：采用Instron万能材料拉伸试验机，根据GB/T1040. 2-2006标准 测试试样的拉伸性能，测试速度为l〇mm/min。
[0074] 采用上述拉伸性能测试方法，对本发明实施例1制备的GO含量为0. 5%的聚氨酯 /环氧树脂复合材料、对比试验1制备的EP材料、对比试验2制备的PU/EP复合材料分别进 行拉伸性能测试，测试结果见图3。
[0075]结果表明，本发明聚氨酯/环氧树脂复合材料的拉伸强度、拉伸模量分别为 61. 6MPa和1957MPa;而EP材料的拉伸强度、拉伸模量分别为62. 9MPa和2189MPa;PU/EP复 合材料的拉伸强度、拉伸模量分别为42. 4MPa和1544MPa;可见，如果仅仅将聚氨酯与环氧 树脂进行简单的复合，其材料的拉伸强度和拉伸模量都会有大幅度的降低。
[0076] 试验例2、动态机械分析
[0077] 动态机械分析（DMA，Q800型）：在三点弯曲模式下，以升温速率3°C/min进行扫 描，其中测试频率为1Hz;其中损耗因子tanS峰值对应的温度为Tg(即玻璃化温度）。
[0078] 采用上述动态机械分析方法，对本发明实施例1制备的G0含量为0. 5%的聚氨酯 /环氧树脂复合材料、实施例2制备的G0含量为1. 0%的聚氨酯/环氧树脂复合材料、对比 试验1制备的EP材料、对比试验2制备的PU/EP复合材料分别进行动态机械分析，实验结 果见表1和图4、图5。
[0079] 表1、动态机械分析的实验结果
[0080]
[0081]结果表明，与EP材料、PU/EP复合材料相比，本发明聚氨酯/环氧树脂复合材料的tanS值更大，且阻尼温域的范围更宽，本发明复合材料的阻尼性能得到了大大的改善。
[0082]综上所述，本发明的聚氨酯/环氧树脂复合材料，拉伸强度和拉伸模量高，玻璃化 温度低，TanS的峰宽明显增加，是一种同时具有高模量、高强度和高阻尼性能的复合材料； 而且，本发明聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，具有工序少、步骤简便、效率高、成本 低、绿色环保等优点，非常适合产业上的应用。
【主权项】
1. 一种聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的复合材料是由以下重量份数 的原料制备而成：环氧树脂30份~50份、聚氨酯预聚物30份~50份、固化剂10份~22 份； 所述的聚氨酯预聚物是由以下重量份数的原料制备而成：氧化石墨〇. 1份~1. 〇份、蓖 麻油20份~38. 6份、二异氰酸酯8. 8份~16. 7份。2. 根据权利要求1所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的复合材料 是由以下重量份数的原料制备而成：环氧树脂40份、聚氨酯预聚物32份、固化剂17份； 所述的聚氨酯预聚物是由以下重量份数的原料制备而成：氧化石墨0.3份~0.4份、蓖 麻油23份~24份、二异氰酸酯8份~9份。3. 根据权利要求1所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的环氧树脂 选自缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂中的任意一 种或两种以上。4. 根据权利要求3所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的缩水甘油 醚类环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂中的任意一种 或两种以上。5. 根据权利要求1所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的固化剂选 自4, 4' -二氨基-3, 3' -二氯二苯甲烧、4, 4' -二氨基-3, 3' -二苯甲烧中的任意一种或两种 以上。6. 根据权利要求1所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的氧化石墨 按照以下方法制备得到： i、 取鳞片石墨，与浓硫酸/磷酸混匀，加入高锰酸钾，于50°C搅拌反应12小时后，冷却 至室温，加入30 %双氧水，得到反应液； 所述的鳞片石墨与浓硫酸/磷酸的重量体积比为3:400g/ml ;所述的鳞片石墨与高锰 酸钾的重量为1:6 ;所述的鳞片石墨与30%双氧水的重量体积比为I: lg/ml ;所述的浓硫酸 /磷酸中，浓硫酸与磷酸的体积比为9:1 ; ii、 将反应液加入到冰水中，控制在室温，对反应液进行分离，得到固体，洗涤除去固体 中的硫酸根，干燥，即得氧化石墨。7. 根据权利要求1所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的二异氰酸 酯选自甲苯-2, 4-二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或两种以上。8. -种聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以 下步骤： a、 按照权利要求1~7任意一项所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料的原料和配比，取 环氧树脂、聚氨酯预聚物、固化剂； b、 将步骤a所取的环氧树脂与聚氨酯预聚物、固化剂，混合，于120°C~150°C进行固 化，即得聚氨酯/环氧树脂复合材料。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的聚氨酯预聚物是按 照以下步骤制备得到： ①、按照权利要求1~7任意一项所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料中聚氨酯预聚物 的原料和配比，取氧化石墨、蓖麻油、二异氰酸酯； ②、将步骤①所取的氧化石墨加入到酮类溶剂中，超声处理，加入蓖麻油，在60°C~ 90°C下搅拌，除去丙酮后，加入二异氰酸酯，于60°C~80°C反应45min~120min，即得聚氨 酯预聚物。10. 根据权利要求9所述聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤② 中，超声处理的时间为Ih~4h ;搅拌速度为200r/min~400r/min ;搅拌时间为2h~4h ; 反应的温度为65°C ;反应的时间为45min。11. 根据权利要求8所述聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤b 中，混合的温度为60°C~80°C。12. 根据权利要求8所述聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤b 中，固化的时间为6h以上；优选的，固化的时间为6h~12h。13. 权利要求1~7任意一项所述的聚氨酯/环氧树脂复合材料作为阻尼材料的用途。
【专利摘要】本发明公开了一种聚氨酯/环氧树脂复合材料，是由以下重量份数的原料制备而成：环氧树脂30份～50份、聚氨酯预聚物30份～50份、固化剂10份～22份；所述聚氨酯预聚物是由以下重量份数的原料制备而成：氧化石墨0.1份～1.0份、蓖麻油20份～38.6份、二异氰酸酯8.8份～16.7份。本发明的聚氨酯/环氧树脂复合材料，拉伸强度和拉伸模量高，玻璃化温度低，Tanδ的峰宽明显增加，是一种同时具有高模量、高强度和高阻尼性能的复合材料；而且，本发明聚氨酯/环氧树脂复合材料的制备方法，具有工序少、步骤简便、效率高、成本低、绿色环保等优点，非常适合产业上的应用。
【IPC分类】C08K9/02, C08G59/50, C08L63/00, C08K3/04, C08G18/67, C08L75/14
【公开号】CN105038137
【申请号】CN201510549256
【发明人】邹华维, 黄强, 梁梅
【申请人】四川大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月31日