[发明专利]包含层化纳米粒子和分散剂的纳米复合材料、复合材料、制品及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合材料，所述纳米复合材料包含分散于可固化树脂中的层状纳米粒子和分散剂，其中所述纳米复合材料包含少于2重量％的溶剂。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其中所述层状纳米粒子包括片状形状、针状形状、不规则形状或它们的组合。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的纳米复合材料，其中所述片状形状的纳米粒子包括滑石、多水高岭土、水滑石、蒙脱石、高岭土、云母或它们的组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的纳米复合材料，其中所述分散剂包括锚固基团和尾部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料还包含用于使所述纳米粒子的表面上的硅醇基团与可固化树脂体系反应的催化剂。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料还包含表面处理剂，所述表面处理剂包括有机硅烷、一元醇、多元醇或它们的组合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料还包含至少一种稀释剂，所述至少一种稀释剂包括单官能或多官能缩水甘油醚或苯乙烯。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料还包含至少一种添加剂，所述至少一种添加剂选自固化剂、固化促进剂、消泡剂、空气释放剂、交联剂、染料、阻燃剂、颜料、抗冲改性剂和流动控制剂。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的纳米复合材料，其中所述可固化树脂包括环氧树脂、可固化酰亚胺树脂、乙烯基酯树脂、丙烯酸树脂、二苯并环丁烷树脂、聚氰酸酯树脂或它们的混合物。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的纳米复合材料，其中所述纳米复合材料包含约15重量％至约50重量％的所述层状纳米粒子。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料还包含填料，所述填料包括增强连续纤维、增强不连续纤维和中空玻璃泡中的至少一种，其中所述填料包括碳、玻璃、陶瓷、硼、碳化硅、玄武岩、陶瓷、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈或它们的组合。

12.一种预浸料坯，所述预浸料坯包含根据权利要求1至11中任一项所述的纳米复合材料。

13.一种复合材料，所述复合材料包含分散于固化树脂中的约1重量％至70重量％的层状纳米粒子和分散剂；以及嵌入所述固化树脂中的填料，其中所述填料包括增强连续纤维、增强不连续纤维和中空玻璃泡中的至少一种。

14.根据权利要求13所述的复合材料，其中所述层状纳米粒子包括片状形状、针状形状、不规则形状或它们的组合。

15.一种制品，所述制品包含分散于固化树脂中的约1重量％至约70重量％的层状纳米粒子和分散剂。

16.根据权利要求15所述的制品，其中所述层状纳米粒子包括片状形状、针状形状、不规则形状或它们的组合。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的制品，其中所述制品包括涡轮叶片、压力容器、航空部件、线缆或体育用品设备。

18.根据权利要求17所述的制品，其中所述制品包括压力容器。

19.一种制备含纳米粒子的可固化树脂体系的方法，所述方法包括：

将1至70重量％的聚集的层状纳米粒子与可固化树脂、第一分散剂以及任选地催化剂、表面处理剂和/或稀释剂混合，以形成第一混合物，其中所述混合物包含少于2重量％的溶剂；以及

在包含研磨介质的第一浸没式磨机中研磨所述第一混合物，以形成经研磨的树脂体系，所述经研磨的树脂体系包含分散于所述可固化树脂中的层状纳米粒子和所述第一分散剂。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述层状纳米粒子包括片状形状、针状形状、不规则形状或它们的组合。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中所述片状形状的纳米粒子包括滑石、多水高岭土、水滑石、蒙脱石、高岭土、云母或它们的组合。