[发明专利]一种环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种环氧树脂‑玻璃纤维‑石墨烯复合材料及其制备方法。本发明将石墨烯和玻璃纤维配合使用，用于提升环氧树脂材料的耐热能和强度性能。实施例结果表明，本发明提供的环氧树脂‑玻璃纤维‑石墨烯复合材料采用DIN磨耗机，按GB9867‑88标准测试磨损值为0.13mm³以下。

技术领域

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是由人工合成的一类高分子聚合物，为粘稠液体或加热可软化的固体，受热时通常有熔融或软化的温度范围，在外力作用下可呈塑性流动状态，且生产环氧树脂的原料来源丰富，成本易于控制。环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，由于分子结构中含有活泼的环氧基团，因此，可以与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网格结构的高聚物，具有良好的物理和化学性能，制品尺寸稳定性好，可用于制备多种形状的材料。

随着工业生产的不断发展，对生产材料的性能需要也不断提高。纯环氧树脂材料已经无法满足应用需要，需要通过纤维类增强剂对环氧树脂材料进行改性增强。纤维改性后的环氧树脂复合材料已经具有优异的质轻性能，但材料的耐磨性能不理想，影响了材料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料及其制备方法，本发明提供的环氧树脂复合材料具有优异的耐磨性能，使用寿命较长，可满足石油工业生产工况对材料性能的需求。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料，包括以下质量份的组分：环氧树脂25～30份、石墨烯0.2～0.7份、玻璃纤维67～70份和添加剂。

优选的，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；

所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。

优选的，所述改性石墨烯的制备方法包括：

将石墨烯原料、二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到混合料；

将所述混合料依次进行超声混合、静置保温、冷却、分离和干燥，得到改性石墨烯。

优选的，所述玻璃纤维由玻璃纤维原料通过粗化处理和/或敏化-活化处理得到。

优选的，所述粗化处理用粗化液包括氢氧化钠，粗化处理的温度为50～65℃，粗化处理的时间为25～35min。

优选的，所述敏化-活化处理用敏化液包括SnCl₂、盐酸和水，敏化的温度为30～40℃，敏化的时间为15～25min。

优选的，所述敏化-活化处理用活化液包括硝酸银和氨水，活化的温度为25～35℃，活化的时间为15～25min。

本发明还提供了上述技术方案所述环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括环氧树脂、添加剂和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与玻璃纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到环氧树脂-玻璃纤维-石墨烯复合材料。

优选的，所述步骤(1)中，

石墨烯为改性石墨烯时，混合熔料的制备方法包括：

将环氧树脂和添加剂混合，得到树脂熔料；

将所述树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。