[发明专利]一种改性纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料，其特征在于:按重量计，它包括100份热固性树脂和1~5份改性纳米二氧化钛；所述的改性纳米二氧化钛为粒子表面以化学键的形式接枝表面改性超支化聚硅氧烷，其接枝率为15.Owt%~18.Owt%；所述的表而改性超支化聚硅氧烷为表面含有磷杂菲结构和羟基的超支化聚硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料，其特征在于:所述的热固性树脂为氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、环氧树脂，或它们的任意组合。

3.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料，其特征在于:所述的改性纳米二氧化钛通过如下方法制备得到：

(1)在无水和氮气保护条件下，按摩尔比0.5:l~1:0.5，将含环氧基团的三烷氧基硅氧烷与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物混合均匀形成混合物A；再按质量比，将100重量份的混合物A与0.1~4重量份催化剂二苯基磷混合均匀，加入到100~500重量份的溶剂中，在搅拌条件下，升温至92~97℃，保持冷凝回流继续反应6~10小时；冷却后，经过滤去除催化剂，减压蒸馏去除溶剂干燥，得到含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷；

（2）按摩尔比为1:0.5~1:1，将步骤(l)制得的含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷与含胺基的三烷氧基硅烷混合，形成混合物B；按硅元素与水的摩尔比，将10~18份蒸馏水与10份混合物B混合均匀，升温至50~80℃，继续反应4~8小时，经纯化、过滤、减压蒸馏，得到透明液体，再经纯化、过滤、蒸馏、真空干燥后，即得到一种含磷杂菲结构和羟基的表面改性超支化聚硅烷；

(3)按质量比15~35:l，将步骤(2)制得的表面改性超支化聚硅氧烷与功能化纳米二氧化钛混合，超声处理0.5~2小时，在温度为60~80℃的条件下，恒温搅拌8~12小时，反应结束后，抽滤，洗涤，得到表面改性纳米二氧化钛。

4.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料，其特征在于:所述的溶剂选自C1~4的醇类。

5.根据权利要求1所述的一种改性纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料，其特征在于:所述的含环氧基的三烷氧基硅烷为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷，2-(3,4-环氧环己烷烷基)乙基三乙氧基硅烷或它们的任意组合；所述的含胺基的三烷氧基硅烷为3-胺基丙基三甲氧基硅烷，Y-胺丙基三乙氧基硅烷，或它们的任意组合。

6.一种权利要求1所述的纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:

(1)在无水和氮气保护条件下，按摩尔比0.5:l~1:0.5，将含环氧基团的三烷氧基硅氧烷与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物混合均匀形成混合物A；再按质量比，将100重量份的混合物A与0.1~4重量份催化剂二苯基磷混合均匀，加入到100~500重量份的溶剂中，在搅拌条件下，升温至92~97℃，保持冷凝回流继续反应6~10小时；冷却后，经过滤去除催化剂，减压蒸馏去除溶剂干燥，得到含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷；

（2）按摩尔比为1:0.5~1，将步骤(l)制得的含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷与含胺基的三烷氧基硅烷混合，形成混合物B；按硅元素与水的摩尔比，将10~18份蒸馏水与10份混合物B混合均匀，升温至50~80℃，继续反应5~8小时，经纯化、过滤、减压蒸馏，得到透明液体，再经纯化、过滤、蒸馏、真空干燥后，即得到一种含磷杂菲结构和羟基的表面改性超支化聚硅烷；

(3)按质量比15~35:l，将步骤(2)制得的表面改性超支化聚硅氧烷与功能化纳米二氧化钛混合，超声处理0.5~2小时，在温度为60~80℃的条件下，恒温搅拌8~12小时，反应结束后，抽滤，洗涤，得到表面改性纳米二氧化钛；

(4)将100重量份热固性树脂与1-5重量份步骤(3)得到的表面改性碳纳米管在热固性树脂熔融的温度下混合均匀，得到一种纳米二氧化钛/热固性树脂复合材料。将得到的改性环氧树脂倒入预热浇入模具中，于140~150℃真空脱泡1~1.5小时，再进行固化和后处理，自然冷却后脱模，即得到固化的改性纳米二氧化钛/环氧树脂复合材料。