[发明专利]一种环氧树脂基纳米氧化锌复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种环氧树脂基纳米氧化锌复合材料，其特征在于：所述复合材料由基体树脂、固化剂、促进剂以及添加剂组成，所述基体树脂为环氧树脂，固化剂为甲基六氢苯酐，促进剂为N，N-二甲基苄胺，添加剂为纳米氧化锌，该复合材料中各组分的重量份为：环氧树脂为100份、甲基六氢苯酐为70-120份、N，N-二甲基苄胺为1-4份以及纳米氧化锌为0.5-10份。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述复合材料中各组分的重量份为：环氧树脂为100份、甲基六氢苯酐为80-110份、N，N-二甲基苄胺为1-3.5份以及纳米氧化锌为0.5-10份。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

4.一种制备权利要求1所述复合材料的方法，包括如下步骤：

步骤1：纳米氧化锌、丙酮、环氧树脂混合高速剪切，首先将0.5-10重量份表面经偶联剂处理过的纳米氧化锌粒子加入到40-60重量份的环氧树脂稀释剂丙酮与100重量份的环氧树脂的混合溶液当中，搅拌使得分散液无分层混合，然后使用高速剪力机以5000-20000r/min的转速处理分散液15-60min；

步骤2：超声分散，将步骤1高速剪切处理后的分散液使用超声波发生器以功率500-1000W、频率20-25kHz处理分散液15-60min；

步骤3：水浴脱丙酮，将超声分散处理过的分散液放入温度为70℃的水浴箱里电动搅拌2-4h以脱去丙酮；

步骤4：加入固化剂和促进剂后真空脱气，首先向步骤3脱去丙酮的分散液中加入70-120重量份的固化剂甲基六氢苯酐以及1-4重量份的促进剂N，N-二甲基苄胺，并搅拌均匀，然后抽真空至相对真空度-0.09--0.1Mpa，随后加热至30-50℃并保温30-60min以脱去分散液中的气泡；

步骤5：烘箱固化，首先将脱泡后的分散液倒入经脱模剂处理的模具中，在烘箱中加热80-105℃并保温2-4h，然后继续加热至120-140℃并保温6-10小时，即可固化得到环氧树脂基纳米氧化锌复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1所述纳米氧化锌粒子在加入到混合溶液之前进行烘干，烘干温度为100-130℃，烘干时间为5-10h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)、γ-(3，2-环氧丙氧基)甲基三甲氧基硅烷(KH560)、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、钛酸四丁酯中的一种或两种以上，若为两种以上则为任意配比。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1所述的环氧树脂稀释剂丙酮为分析纯的丙酮。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤5所述的脱模剂为质量浓度为5％的硅脂/甲苯溶液。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：纳米氧化锌、丙酮、环氧树脂混合高速剪切，首先将9.5重量份表面经KH550处理过的纳米氧化锌粒子在130℃的温度下烘干8h，然后加入到60重量份的环氧树脂稀释剂丙酮与100重量份的环氧树脂的混合溶液当中，搅拌使得分散液无分层混合，然后使用高速剪力机以10000r/min的转速处理分散液40min；

步骤2：超声分散，将步骤1高速剪切处理后的分散液使用超声波发生器以功率600W、频率24kHz处理分散液30min；

步骤3：水浴脱丙酮，将超声分散处理过的分散液放入温度为70℃的水浴箱里电动搅拌4h以脱去丙酮；

步骤4：加入固化剂和促进剂后真空脱气，首先向步骤3脱去丙酮的分散液中加入90重量份的固化剂甲基六氢苯酐以及2重量份的促进剂N，N-二甲基苄胺，并搅拌均匀，然后抽真空至相对真空度-0.095Mpa，随后加热至40℃并保温45min以脱去分散液中的气泡；

步骤5：烘箱固化，首先将脱泡后的分散液倒入经脱模剂质量浓度为5％的硅脂/甲苯溶液处理的模具中，在烘箱中加热80℃并保温4h，然后继续加热至120℃并保温6小时，即可固化得到环氧树脂基纳米氧化锌复合材料。