[发明专利]一种纳米复合加固材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合加固材料，其特征在于，包括A组分和B组分，其中A组分由以下质量份数物质组成：水玻璃150份-250份、环氧树脂30份-80份、环氧稀释剂5份-20份、催化剂0.1份-10份、促溶剂1份-5份；

B组分由以下质量份数物质组成：稀释剂10份-50份，纳米粒子改性预聚体200份-300份，所述纳米粒子改性预聚体包括改性纳米粒子氧化物和预聚体；所述预聚体包括除水的聚丙二醇和多亚甲基多苯基多异氰酸酯。

2.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述液体硅酸钠的模数为2.2-3.0，波美度为42°Bé-50°Bé。

3.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述环氧树脂的型号为E-51、E-44、E-20中至少一种；所述环氧稀释剂的型号为AGE、501、691中至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、三乙醇胺、油酸钾、三亚乙基二胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、有机锡、三乙烯二胺中至少一种；所述促溶剂为月桂醇酸硫酸钠、聚氧乙烯单硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂醚中至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述稀释剂为二甲基甲酰胺、碳酸二甲酯、二乙二醇乙醚中至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述改性纳米粒子氧化物质量份数为0.5份-3份，所述改性纳米粒子氧化物为改性纳米二氧化硅粒子和/或改性纳米氧化铝粒子。

7.根据权利要求1所述的一种纳米复合加固材料，其特征在于，所述预聚体由50份-150份的除水的分子量为400的聚丙二醇和100份-300份多亚甲基多苯基多异氰酸酯中混合均匀。

8.根据权利要求1至7所述的一种纳米复合加固材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在环氧树脂中加入一定量的环氧稀释剂，搅拌得到环氧树脂组分；在水玻璃中加入促溶剂、催化剂和环氧树脂组分，搅拌均匀即得到A组分；

S2：采用硅烷偶联剂对纳米氧化物粒子进行改性，即得到硅烷偶联剂改性的纳米氧化物粒子；

S3：将除水的聚丙二醇加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯中混合反应，即得到预聚体；

S4：将步骤S2得到的改性纳米氧化物粒子加入到步骤S3得到的预聚体中，在N₂保护气氛下升温并进行搅拌，即得到纳米粒子改性预聚体，在所述纳米粒子改性预聚体中加入稀释剂进行反应即得到B组分；

S5：将步骤S2制得的A组分与步骤S4制得的B组分按照体积比1:1搅拌混合，发生固化反应即得到纳米复合加固材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将硅烷偶联剂做预处理，调节硅烷偶联剂水溶液的pH在4-5之间；将纳米氧化物粒子分散到所述硅烷偶联剂水溶液中得到混合液，对混合液进行回流反应得到第一前驱体；将第一前驱体依次进行离心、乙醇连续洗涤、干燥即得到第二前驱体，所述第二前驱体即为硅烷偶联剂改性的纳米氧化物粒子，所述混合液在四颈烧瓶中进行回流反应，所述回流反应的反应条件为80℃下回流8h；所述第一前驱体在60℃下真空干燥8h，即得到第二前驱体。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述搅拌在80℃-85℃下，同时采用超声波和搅拌器搅拌1h-2h；所述纳米粒子改性预聚体与稀释剂后反应3h-4h，得到B组分。