[發明專利]玻璃纖維/納米金剛石/環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610400046.1
• 申請日: 2016-06-08
• 公開（公告）號: CN107459773A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 蘇黨生
• 申請（專利權）人: 南京中贏納米新材料有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K7/14;C08K9/04;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)將1～1×10²g干燥的玻璃纖維浸泡在5%的硅烷偶聯劑的水溶液中30min，取出后再放入120℃的烘箱中烘烤2h，除去玻璃纖維上的水分，得到硅烷偶聯劑處理的玻璃纖維；將納米金剛石1～1×10²g和強氧化性酸1～1×10⁴mL混合，在1~120kHz超聲波下處理1～80小時，然后加熱到25～120℃，攪拌并回流反應1～80小時，超微孔濾膜抽濾，反復洗滌至溶液呈中性，在25～200℃溫度下真空干燥1～48小時，得到酸化的納米金剛石；

(2)將步驟(1)所得酸化的納米金剛石1～1×10²g和酰化試劑l0～1×10⁴g，以1~120kHz超聲波處理0.1~10小時后，加熱到25～220℃，攪拌并回流反應0.5～100小時，抽濾并反復洗滌除去酰化試劑，得到酰基化的納米金剛石；

(3)將步驟(2)所得酰化納米金剛石1～1×10²g和二元胺或多元胺10～1×10⁴g，以1~100kHz超聲波處理1～100小時，然后在25～200℃溫度下反應0.5～100小時，抽濾并反復洗滌，在25~200℃溫度下真空干燥1～48小時，得到表面帶有氨基的接枝型納米金剛石；

(4)將步驟(3)所得表面帶有氨基的納米金剛石1～1×10²g和環氧樹脂10～1×10⁴g，升溫至樹脂基體熔融后，攪拌分散均勻并在真空條件下除氣泡，同時進行化學交聯反應，得到含有納米金剛石的環氧樹脂聚合物；

(5)將以步驟(4)所得到含有納米金剛石的環氧樹脂聚合物20g-25g作為基體和步驟(1)所得的硅烷偶聯劑處理的玻璃纖維20g-100g機械混合，在60～100℃,超聲波分散1～12小時，加入40~50g脂肪多元胺類固化劑，將以上固化體系倒入模具中，真空條件下除氣泡，在100~250℃下固化成型，得到含玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料。

2.根據權利要求1所述的玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述納米金剛石采用爆轟法獲得，包括平均粒徑為10納米、30納米、50納米、80納米、100納米中的任一種。

3.根據權利要求1所述的玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述硅烷偶聯劑為KH550、KH560、KH570、KH792、DL602或DL171中的任一種。

4.根據權利要求1所述的玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述強氧化性酸為0.1～70％重量酸濃度硝酸、1～100％重量酸濃度硫酸、1／100～100／1摩爾比高錳酸鉀和硫酸混合溶液、1／100～100／1摩爾比硝酸和硫酸混合溶液、1／100～100／1摩爾比高錳酸鉀和硝酸混合溶液、1／100～100／1摩爾比過氧化氫和硫酸混合液、1／100～100／1摩爾比過氧化氫和鹽酸混合液、1／100～100／1摩爾比過氧化氫和硝酸混合液或15～95％重量濃度過氧化氫溶液中任一種。

5.根據權利要求1所述的玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述酰化試劑為二氯亞砜、三氯化磷、五氯化磷、亞硫酰氯、三溴化磷、五溴化磷或亞硫酰溴中任一種。

6.根據權利要求1所述的玻璃纖維／納米金剛石／環氧樹脂多維混雜復合材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述二元胺為乙二胺、聚乙二胺、1，2-丙二胺、1，3-丙二胺、1，2-丁二胺、1，3-丁二胺、己二胺、對苯二胺、間苯二胺、間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、孟烷二胺、二乙烯基丙胺、二氨基二苯基甲烷、氯化己二胺、氯化壬二胺、氯化癸二胺、十二碳二元胺或十三碳二元胺中任一種；所述多元胺為丁三胺、N-氨乙基哌嗪、雙氰胺、己二酸二酰肼、N，N-二甲基二丙基三胺、四乙烯五胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、五乙烯六胺或六乙烯七胺中任一種。