[发明专利]一种具有异质结构的环氧复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有异质结构的环氧复合材料，其特征在于，该环氧复合材料由改性低熔点合金、贴合在改性低熔点合金上表面的改性绝缘无机填料，以及包覆在改性低熔点合金和改性绝缘无机填料外的环氧树脂组成，所述改性低熔点合金的熔点温度为90-230℃、密度为3.18-9.32g/cm³、相变潜热为＞25kJ/kg、填充体积分数5-40%，所述改性绝缘无机填料的粒径为5-30μm、密度为1.2-3.08 g/cm³、填充体积分数为0-20%且不为0，所述环氧树脂的分子结构中含有苯环结构、填充体积分数为42-95%。

2.根据权利要求1所述的具有异质结构的环氧复合材料，其特征在于，所述改性绝缘无机填料由氮化硼、氮化铝、氧化铝、氮化碳、氮化硅、碳化硅纳米片的一种或两种及以上的组合经改性制得。

3.根据权利要求1所述的具有异质结构的环氧复合材料，其特征在于，所述改性低熔点合金由锡铋铜合金、锡银铜合金、锡铋合金、锡铅合金、锡锌合金的一种或两种及以上的组合经改性制得。

4.根据权利要求1所述的具有异质结构的环氧复合材料，其特征在于，所述环氧树脂的分子结构中含有苯环结构和两个以上的环氧基团。

5.一种权利要求1-4任意一项所述的具有异质结构的环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、低熔点合金的改性：将乙醇和氯仿按照1:（0.5-4）的质量比混合，制得乙醇-氯仿混合溶液，将粒径为5-105μm的低熔点合金、改性剂、乙醇-氯仿混合溶液按照1:（0.05-0.2）:（50-150）的质量比混合，浸泡24h以上后取出低熔点合金并置于另一份乙醇-氯仿混合溶液中，超声10-20min，制得改性低熔点合金；

S2、绝缘无机填料的改性：将无水乙醇和缓冲溶液按照1:（1-5）的体积比混合，加入绝缘无机填料后超声处理30-60min得到悬浮液，调整悬浮液的pH值至7.5-10.5，加入质量为绝缘无机填料1-5%含量的盐酸多巴胺，超声处理10-30min，通入氧气并搅拌24-48h，离心后洗涤沉淀物并干燥，制得改性绝缘无机填料；

S3、环氧前驱体的制备：称取质量比为1:（0.85-0.98）:（0.01-0.04）的环氧化合物、固化剂、固化促进剂并混合，置于30-50℃的水浴中搅拌30-60min，获得均匀的环氧前驱体；

S4、环氧前驱体与改性无机填料的混合：称取环氧前驱体，先加入改性绝缘无机填料超声搅拌20-80min，再加入改性低熔点合金，快速搅拌5-10min，其中环氧前驱体：改性绝缘无机填料：改性低熔点合金的质量比为1:(0-0.2):(0.083-2.106)，且改性绝缘无机填料的质量不为0，置于真空脱泡机中5-10min脱除气泡，制得含有填料的环氧混合物；

S5、环氧复合材料的制备：将含有填料的环氧混合物倒入模具中，置于真空度＞-0.1MPa的真空干燥箱中依次在75-95℃下保温1-8h、100-120℃下保温1-2h、140-160℃下保温2-6h，脱模得到环氧复合材料；

其中，步骤S1、S2、S3不分先后顺序。

6.根据权利要求5所述的具有异质结构的环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的改性剂为含有磷酸根和苯环结构的苯基膦酸改性剂。

7.根据权利要求5所述的具有异质结构的环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的缓冲溶液为Tris-HCl缓冲溶液或磷酸盐缓冲溶液的一种。

8.根据权利要求5所述的具有异质结构的环氧复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述环氧化合物为缩水甘油醚类环氧化合物、缩水甘油酯类环氧化合物中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的具有异质结构的环氧复合材料的制备方法，其特征在于，所述缩水甘油醚类环氧化合物为双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、氢化双酚A型环氧化合物、线性酚醛环氧化合物、四溴双酚A型环氧化合物中的一种。