[發明專利]一種環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110235962.5
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112876815A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 施雪軍;杜祥祥;曹可生;任爽;馬爽;韓永軍
• 申請（專利權）人: 平頂山學院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/34
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

1.一種環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料，包括表面修飾阻燃劑的碳化硅和環氧樹脂，其特征在于：采用經過表面改性、接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯并鍵合三聚氰胺鹽類阻燃劑的碳化硅分散于環氧樹脂中，其中表面修飾阻燃劑的碳化硅添加量為環氧樹脂的1～12wt.%。

2.根據權利要求1所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料，其特征在于：所述的碳化硅顆粒的粒徑約為5～20μm，經過硅烷偶聯劑KH-570表面修飾之后，再接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯并鍵合三聚氰胺鹽類阻燃劑。

3.根據權利要求1或2所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料，其特征在于：環氧樹脂采用雙酚A型或者雙酚F型環氧樹脂；表面修飾阻燃劑的碳化硅添加量為環氧樹脂的1～5wt.%。

4.根據權利要求1或2所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料，其特征在于：環氧樹脂采用雙酚A型或者雙酚F型環氧樹脂；表面修飾阻燃劑的碳化硅添加量為環氧樹脂的5～8wt.%。

5.根據權利要求1或2所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料，其特征在于：環氧樹脂采用雙酚A型或者雙酚F型環氧樹脂；表面修飾阻燃劑的碳化硅添加量為環氧樹脂的8～12wt.%。

6.一種如權利要求1所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料制備方法，包括以下步驟：

1）采用偶聯劑、甲基丙烯酸縮水甘油酯對碳化硅進行表面改性接枝處理，然后通過開環反應將三聚氰胺鹽類阻燃劑鍵合到碳化硅表面，得到表面修飾阻燃劑的碳化硅微粒；

2）將步驟1）制備得到的表面修飾阻燃劑的碳化硅微粒分散于環氧樹脂中，形成環氧樹脂-碳化硅均勻分散體系；

3）向步驟2）制備得到的環氧樹脂-碳化硅分散體系中加入固化劑，進行環氧樹脂固化處理，即制得所述環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料。

7.根據權利要求6所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料制備方法，其特征在于：步驟1）中，制備表面接枝有甲基丙烯酸縮水甘油酯的碳化硅的步驟如下：

1.1）在碳化硅表面修飾硅烷偶聯劑KH-570：

1.2）通過聚合反應將甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝到碳化硅表面：

1.3）采用三聚氰胺鹽類阻燃劑對接枝聚合之后的碳化硅進行化學鍵合反應，將三聚氰胺鹽類阻燃劑鍵合到碳化硅顆粒表面。

8.根據權利要求7所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料制備方法，其特征在于：步驟1.1）中，依次將碳化硅和混酸加入到容器中，加熱攪拌2～3小時，得到酸化的碳化硅混合溶液，再用蒸餾水反復洗滌抽濾的碳化硅直到為中性；所述氫氟酸的濃度約為10%；將酸化后的碳化硅加入到含有KH-570的乙醇溶液中，水浴反應6小時，抽濾得到KH-570改性的碳化硅，再用蒸餾水和乙醇反復洗滌5次，真空干燥24小時，得到表面帶碳碳雙鍵的碳化硅。

9.根據權利要求7或8所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料制備方法，其特征在于：步驟1.2）中，將表面帶碳碳雙鍵的碳化硅加入含有甲基丙烯酸縮水甘油酯的有機溶劑中，水浴加熱，氮氣保護，加入引發劑偶氮二異丁腈，聚合24小時反應結束；抽濾混合溶液，用丙酮和乙醇交替洗滌濾渣3-5次，真空干燥得到表面接枝有甲基丙烯酸縮水甘油酯的碳化硅。

10.根據權利要求9所述的環氧樹脂-碳化硅耐磨阻燃復合材料制備方法，其特征在于：步驟1.3）中，將表面接枝有甲基丙烯酸縮水甘油酯的碳化硅加入到含有三聚氰胺鹽類阻燃劑的有機溶劑中浸泡12小時，水浴加熱反應12小時，得到表面鍵合有三聚氰胺鹽類的碳化硅顆粒，抽濾混合溶液，并用乙醇反復洗滌濾渣3-5次，真空干燥，得到表面鍵合有三聚氰胺鹽類的碳化硅功能微粒。