[發明專利]一種用活性炭強化環氧樹脂固化物的應用

在審

• 申請號: 201710645280.5
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109320768A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 王奇;蘇利群;朱波;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: C08K9/00
• 分類號: C08K9/00;C08K3/04;C08L63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及環氧樹脂基復合材料領域，具體為一種用活性炭強化環氧樹脂固化物的應用。分散活性炭于環氧樹脂中，活性炭表面豐富的含氧基團會與環氧樹脂中的羥基與環氧基形成有效的相互作用，從而將活性炭與環氧樹脂聯系在一起，并促進活性炭在環氧樹脂中的分散。其固化后所形成的復合材料在受到外力時，應力可以有效從環氧樹脂基體傳遞到活性炭，從而提高材料的機械性能。較未添加活性炭的環氧樹脂固化物相比，活性炭/環氧樹脂復合材料在抗拉伸、抗斷裂、儲能模量等方面都有明顯提高。

技術領域

本發明涉及環氧樹脂基復合材料領域，具體為一種用活性炭強化環氧樹脂固化物的應用。

背景技術

環氧樹脂固化物質輕的同時還擁有優良的機械性能。在實際應用中，還表現出優良的耐化學腐蝕性、耐候性及與基體很好的結合能力。是一種極具應用前景的結構材料。目前，環氧樹脂固化物已成功運用于地坪、裝飾等領域，其復合材料也在筆記本外殼、汽車涂層、航天飛機等領域得到一定應用。在汽車、飛機、輪船等運輸設備上，如果能夠盡可能用質輕的環氧樹脂基材料替代金屬材料，在實際行駛中就能夠極大程度上減少能源的消耗。在能源匱乏的今天，這具有極為重大的意義。

為使環氧樹脂材料能夠拓展到更多更重要的應用領域，往往還需要在其中添加增強材料形成復合材料以強化其各方面的性質。金剛石是自然界最硬的物質，單層石墨烯被證實為目前發現的最強材料。有序納米碳材料（納米金剛石、納米碳管、納米碳纖維、石墨烯等）以其優良的熱、力、電方面的性質，及表面豐富的含氧基團，在環氧樹脂基復合材料領域極為受到青睞。在機械性能方面，添加高強度低密度的有序納米碳材料的環氧樹脂基復合材料已成為研究的一個熱點，并已取得一定研究成果。然而使用有序納米碳材料的高成本、隨添加量增加而急劇增加的粘稠度，成為限制其工業化應用很重要的方面。發明內容

本發明的目的在于提供一種用活性炭強化環氧樹脂固化物的應用。將活性炭與環氧樹脂復合可有效提高環氧樹脂固化物的機械性能。較未添加活性炭的環氧樹脂固化物相比，活性炭/環氧樹脂復合材料在抗拉伸、抗斷裂、儲能模量等方面都有明顯提高。該應用擺脫了使用有序納米碳材料帶來的高成本、高粘度等問題，解決高性能環氧樹脂基復合材料工業化的問題。

本發明的技術方案是：

一種用活性炭強化環氧樹脂固化物的應用，其特征在于，將所述活性炭作為添加料與環氧樹脂復合，以強化環氧樹脂固化物，包括如下步驟：

1）將活性炭按一定比例均勻分散于環氧樹脂中；

2）加入固化所需量的固化劑，并攪拌均勻；

3）固化成型。

所述活性炭為富碳材料在一定溫度與一定壓力下熱解作用后的產物，及其熱解產物進一步修飾后得到的物質。

所述富碳材料包含但不限定于煤、木材、椰殼、果殼、核桃殼、樹葉等。

所述修飾包含氮修飾與氧修飾。

所述氮修飾為通過一定手段在原材料上修飾含氮基團。

所述一定手段包含但不限定于在含氮氣氛中處理、在含氮液體中處理，與化學接枝法。

所述氧修飾為通過一定手段在原材料上修飾含氧基團。

所述一定手段包含但不限定于液相氧化法、氣相氧化法。

所述活性炭表面氧含量為0.1~ 40 at%。

所述步驟1中一定比例為0.1~ 80 wt%。

所述步驟1中環氧樹脂為各種不同環氧值的純環氧樹脂或市場上在純環氧樹脂基礎上添加活性稀釋劑等調配好的環氧樹脂料。

所述步驟2中固化劑為單一組分固化劑或市場上多組分調配好的固化劑料。

本發明優點如下：