[发明专利]一种具有抗老化性能的环氧树脂复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有抗老化性能的环氧树脂复合材料的制备方法，其制备方法包括将无水乙醇、蒸馏水加入到氨水中，加入正硅酸四乙酯，过滤，离心，洗涤，冷冻干燥得到二氧化硅纳米粒子；将二氧化硅纳米粒子和三乙烯四胺加入到二甲苯中，在110℃下反应，加入催化剂，在一定温度下反应，离心，洗涤，冷冻干燥得到改性二氧化硅纳米粒子；将改性二氧化硅纳米粒子颗粒加入到蒸馏水中，加入3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和十二烷基苯磺酸钠，加入氨水反应，离心，过滤，洗涤，干燥得到雅努斯材料；将环氧树脂、聚酰亚胺树脂加入到单口烧瓶中，然后加入雅努斯材料，加入固化剂，反应结束后倒入模具，放置在一定温度固化，冷却得到所述复合材料。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种具有抗老化性能的环氧树脂复合材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂是目前在世界上应用最广泛的热固性材料之一，与其它热固性树脂相比较，其具有固化过程收缩率低、粘附性强、机械强度高、耐化学腐蚀性好和电绝缘性优异等优点，环氧树脂分子结构中含有活泼的环氧基团，可以与多种类型的固化剂发生交联反应从而形成不溶的三维网状结构高聚物。环氧树脂固化物具有优良有点因此广泛用于涂料、胶黏剂、油墨等领域。但是，环氧树脂脆性较大，韧性和耐候性较差，限制了其应用。

环氧树脂增韧的方法有多种，其中添加橡胶是增韧一种常用方法。由于环氧树脂是一种极性高分子，用于增韧环氧树脂的橡胶通常是带有极性的丁腈橡胶、氯丁橡胶等，非极性的天然橡胶与环氧树脂的相容性较差，限制了其作为环氧树脂增韧方面的应用。根据公开的现有技术文献ZL201110107495.4、ZL201210040851.X、ZL201310523458.0都提出了一种以二氧化硅为主体材料的单孔中空微球的制备方法。二氧化硅虽然具有较好的化学稳定性，但是材料本身缺乏韧性，和环氧树脂复合后其复合材料的韧性较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗老化性能的环氧树脂复合材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：

S1：将无水乙醇、蒸馏水和氨水加入到单口烧瓶中，在室温下搅拌30～60min，然后加入正硅酸四乙酯，其中无水乙醇、蒸馏水、氨水和正硅酸四乙酯的体积比为(5～10):(2.2～5):(1～1.8):(0.53～0.59)，搅拌反应8～12h，然后过滤，离心，洗涤，冷冻干燥得到二氧化硅纳米粒子。

S2：然后将二氧化硅纳米粒子和三乙烯四胺加入到二甲苯中，其中，二氧化硅纳米粒子、三乙烯四胺和二甲苯的质量比体积比为(1～1.6)g:(3.6～6.9)g:(18～30)mL，在110℃下搅拌反应2h后移入高压反应釜中，然后加入催化剂分子筛，再200～215℃下反应5～7h，冷却后离心，并用无水乙醇洗涤4次，冷冻干燥得到改性二氧化硅纳米粒子。

S3：将改性二氧化硅纳米粒子颗粒加入到蒸馏水中，在65～80℃下搅拌，然后加入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和十二烷基苯磺酸钠，在该温度下搅拌2～3h，然后加入22～30wt％的氨水，搅拌反应30～45min后离心，过滤，用乙醇和蒸馏水洗涤3次，干燥后得到雅努斯材料。

S4：将环氧树脂、聚酰亚胺树脂加入到单口烧瓶中，其中环氧树脂和聚酰亚胺树脂的质量比为(9.6～11.4):(1.1～1.66)，然后加入步骤S3中得到的雅努斯材料，在115～125℃下搅拌反应4～6h，然后加入固化剂，继续搅拌反应6～9min，然后倒入预热好的模具中，将该模具放置在126～130℃下预聚合2～2.5h，然后在162～169℃下固化2.2～3h，冷却至室温得到所述复合材料。

作为优选方案，上述所述的固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷，所述固化剂与环氧树脂的质量比为1：0.13～0.15。

作为优选方案，上述所述的雅努斯材料的比重为2.12～3.69wt％。

作为优选方案，上述所述的催化剂分子筛为4A分子筛。