[發明專利]一種高強度低密度環氧樹脂復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810441159.5
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108485203A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 魯平才;楊智明
• 申請（專利權）人: 江蘇兆鋆新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/28;C08K5/3445;C08K3/36
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種高強度低密度環氧樹脂復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將環氧樹脂、苯酐固化劑在常溫、常壓下攪拌，混合完全后，得到混合液A；(2)將上述混合物A與咪唑衍生物在常溫下攪拌，混合完全后得到混合液B；(3)將上述混合液B與氣相二氧化硅和空心玻璃微珠，攪拌，得到混合物C；(4)將上述混合物C與氣相二氧化硅研磨混合，固化后，得到產品。本發明將氣相法納米級二氧化硅為傳統樹脂基材料的改性提供了一條新的途徑，將氣相二氧化硅顆粒充分、均勻地分散到樹脂材料中，配合高強度低密度的空心玻璃微珠完全能達到全面改善樹脂基材料性能。

技術領域

本發明屬于高分子材料制備技術領域，具體涉及一種高強度低密度環氧樹脂復合材料的制備方法。

背景技術

隨著我國經濟建設的飛速發展，對各種電路器件、電機的要求不斷提高，而電路器件、電機的減重越來越得到大家的廣泛共識。因此，需要開發新的低密度的高強度封裝材料。環氧樹脂具有優異的粘接、耐磨、電絕緣、化學穩定、耐高低溫等性能，是封裝材料中用量最大的塑料制品之一，在膠粘劑、電子儀表、航天航空、涂料、電子電氣絕緣材料和先進復合材料等領域得到廣泛應用。為提高環氧樹脂封裝材料高溫下力學性能，通常需要向基體樹脂中添加高強度的無機非金屬材料，且這些材料本身具有較高的強度，能夠在環氧樹脂基體中形成海島的網絡結構。

《無機納米填料在環氧樹脂中的應用及分散》中提到，無機納米粒子可提高環氧樹脂韌性，并且成功地制備了各種聚合物/納米粒子復合材料，與原有的聚合物相比，其性能也都有了一定的提高，但是納米粒子(如碳納米管、石墨烯)逐漸被用來作為環氧樹脂的基體增強材料具有以下缺點：納米粒子易團聚，環氧樹脂黏度也較大，使其在環氧樹脂中很難達到納米尺寸的均勻分散，且生產成本太高，極大的限制了其應用前景。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種高強度低密度環氧樹脂復合材料的制備方法，解決了納米粒子在樹脂中發生團聚，無法均勻分散的問題。

技術方案：本發明所述的一種高強度低密度環氧樹脂復合材料的制備方法，(1)將環氧樹脂、苯酐固化劑在常溫、常壓下攪拌，混合完全后，得到混合液A；(2)將上述混合物A與咪唑衍生物在常溫下攪拌，混合完全后得到混合液B；(3)將上述混合液B與氣相二氧化硅和空心玻璃微珠，攪拌，得到混合物C；(4)將上述混合物C與氣相二氧化硅研磨混合，固化后，得到產品。

步驟(1)中，所述環氧樹脂為438或638s；所述苯酐固化劑為甲基四氫苯酐或甲基六氫苯酐，優選為甲基四氫苯酐；所述環氧樹脂與苯酐固化劑的質量比為5:3-5。

步驟(2)中，所述的咪唑衍生物為2-乙基-4-甲基咪唑；所述混合液A與咪唑衍生物的質量比為100:0.5-3。

步驟(3)中，所述氣相二氧化硅選自德固賽R202、R106和R972中的一種；所述空心玻璃微珠為3M公司的VS5500；所述混合液B與氣相二氧化硅的質量比為20:0.5-5；所述氣相二氧化硅與空心玻璃微珠的質量為1-2:5。

步驟(4)中，所述混合物C與氣相二氧化硅的質量比為20:1-5；所述固化的溫度控制在80-160℃；所述固化的時間控制在10-120min。

步驟(3)中，所述混合物C粘度為30000～100000cps，停止攪拌，繼續后續步驟。混合物C的粘度優選為優選80000～83000cps。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下優勢：

(1)本發明是基于氣相二氧化硅本身具有很好高強度，空心玻璃微珠具有低密度高強度等特性，將氣相二氧化硅和空心玻璃微珠分散在環氧樹脂體系中，同時結合環氧樹脂優異的耐熱性，使該復合材料在使用過程中表現出良好的高強度低密度等特性。

(2)本發明所提供的制備方法簡單、效率高、成本低、工業化生產潛力巨大，所得產品具有低密度和高強度等特性。在電器領域具有巨大的應用前景。