[发明专利]一种耐磨环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐磨环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的耐磨环氧树脂复合材料主要由环氧树脂基体材料和分散于该环氧树脂基体材料中的硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料制备而成，所述硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料与环氧树脂基体材料的质量比为0.0005‑0.15：1。采用片状硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料来提高环氧树脂的耐磨性能，利用片状硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料的优异性能和在环氧树脂中的良好分散性使所制备的复合材料具有优异的耐磨性能。

技术领域

本发明属于聚合物基复合材料的制备领域，具体地说是涉及耐磨环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来由于环氧树脂具有优异的力学性能、绝缘性能、工艺性能而被越来越多的应用于工业领域代替传统的金属材料。但是环氧树脂摩擦系数相对较高，耐磨性较差，因而需要对其进行改性处理。

据报道，目前主要采用纳米材料来改性提高环氧树脂的耐磨性能。有采用纳米二氧化硅、纳米碳化硅、纳米三氧化铝、碳纳米管等材料来改性环氧树脂。但是纳米材料因为比表面大，表面能高，容易发生团聚，从而影响环氧树脂耐磨性的提高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种耐磨性能好的耐磨环氧树脂复合材料。

本发明的另一个目的在于提高一种耐磨环氧树脂复合材料的制备方法。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一)一种耐磨环氧树脂复合材料，其特征在于：所述的耐磨环氧树脂复合材料主要由环氧树脂基体材料和分散于该环氧树脂基体材料中的硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料制备而成，所述硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料相对于环氧树脂基体材料的质量百分含量为0.05-15％。

较佳地，所述的硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料是按照以下方法制备而成的：

步骤一：首先将钨酸钠、盐酸羟胺和硫脲充分溶于氧化石墨烯水溶液中形成第一混合溶液，所述的钨酸钠、盐酸羟胺、硫脲和氧化石墨烯的摩尔比为1:2:4:1-10；

步骤二：然后将十六烷基三甲基溴化铵加入氧化石墨烯水溶液中，并加热使十六烷基三甲基溴化铵溶解形成第二混合溶液，之后将第二混合溶液和第一混合溶液混合，并加入氨水调节pH值为6，所述的十六烷基三甲基溴化铵与氧化石墨烯的摩尔比为0.5-1:5；

步骤三：最后将步骤二制得的产物放入高压釜中，在150-200℃下反应24小时以上，对产物用无水乙醇和蒸馏水洗涤数次，即得到硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料；

步骤一和步骤二的氧化石墨烯水溶液的中氧化石墨烯的浓度为0.1-0.5mol/L，步骤一的氧化石墨烯与步骤二的氧化石墨烯的摩尔比为2:1。

二)一种耐磨环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料分散在乙醇中，然后用功率为300-1000W的超声设备对所述溶液进行超声处理0.5-5小时，得硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料的乙醇溶液，其中，硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料的浓度为0.01-20g/L；

2)在步骤1)所得的硫化钨/氧化石墨烯纳米复合材料的乙醇溶液中加入环氧树脂，然后用搅拌器搅拌5-30分钟，之后用功率为300-1000W的超声设备进行超声处理0.5-5小时，其中，环氧树脂的浓度为200g/L；

3)将步骤2)制得的产物放入温度为50-80℃的烘箱中，烘10-48小时，再用真空泵抽出乙醇，直至无气泡为止；

4)向步骤3)制得的产物中加入固化剂594，在室温下磁力搅拌10-20分钟，然后边磁力搅拌边用真空泵抽取混合物中的气泡，直至无气泡为止，所述的固化剂594与环氧树脂基体的比例为：20-30:100；