[發(fā)明專利]基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116041910A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 李立;徐晨昊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/04;C08G59/42
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳

1.一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將碳納米管均勻分散于環(huán)氧樹脂中，然后加入催化劑和酸酐類固化劑，形成中間體；

(2)對中間體進行固化處理，固化過程中酸酐類固化劑與環(huán)氧樹脂反應產生酯鍵，催化劑加速酯鍵交換過程，固化得到交換鍵為酯鍵的自愈合材料與碳納米管復合的自愈合復合材料。

2.如權利要求1所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述酸酐類固化劑為戊二酸酐，則自愈合復合材料的玻璃化轉變溫度為64℃-66℃。

3.如權利要求1所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述酸酐類固化劑為戊二酸酐和癸二酸的混合物，則自愈合復合材料的玻璃化轉變溫度為50℃-52℃。

4.如權利要求3所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述戊二酸酐和癸二酸的摩爾比是(1-3)：1。

5.如權利要求1-4任一所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)包括：

先預熱模具，然后將抽真空處理后的中間體注入到模具中；

對模具中的中間體依次進行抽真空處理和升溫固化，得到自愈合復合材料。

6.如權利要求5所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述中間體通過如下方式注入到模具中：

用針筒從放置中間體的容器底部抽入中間體，注入到模具中。

7.如權利要求5所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述模具預熱溫度為40℃-60℃，預熱時間為20min-40min，升溫固化的過程為120℃-130℃，加熱1h-3h，150℃-160℃，加熱1h-3h，170℃-180℃，加熱1h-3h。

8.如權利要求1-4任一所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：

將多壁碳納米管和環(huán)氧樹脂混合得到混合溶液，對混合溶液邊攪拌邊超聲振動，使得多壁碳納米管均勻分散于環(huán)氧樹脂中；然后加入催化劑和酸酐類固化劑，混合均勻形成中間體。

9.如權利要求1-4任一所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團和固化劑的摩爾比為2∶1，酸酐類固化劑與催化劑的摩爾比為100∶(9-11)，碳納米管質量與環(huán)氧樹脂、酸酐類固化劑和催化劑質量總和的百分比為0.09％-0.11％。

10.一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料，其特征在于，所述自愈合復合材料通過權利要求1-9任一所述的一種基于環(huán)氧樹脂的高剛度高阻尼自愈合復合材料的制備方法制備得到，自愈合復合材料包括交換鍵為酯鍵的自愈合材料與碳納米管，碳納米管位于自愈合材料的交聯網絡中，在微觀尺度上與自愈合材料接觸產生界面阻尼效應。