[发明专利]一种环氧树脂复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种环氧树脂复合材料及其制备方法与应用，所述环氧树脂复合材料的制备步骤为：(1)将纳米氧化物颗粒MO、模板剂和氨水与正硅酸乙酯进行微波反应制得MO/SiO₂颗粒；(2)将MO/SiO₂颗粒和3‑氨丙基三乙氧基硅烷反应制备得到氨基改性的NH₂‑MO/SiO₂颗粒；(3)NH₂‑MO/SiO₂颗粒分散在AgNO₃水溶液中制得分散系1；(4)将双酚A和环氧氯丙烷加热搅拌至互溶制得分散系2；(5)将分散系1缓慢滴加至分散系2中加热反应至缩聚反应完成即可。本发明所提供的环氧树脂复合材料制备方法具有工艺简单、条件温和及节能环保等优点。此外，本发明所制备的环氧树脂复合材料制成的涂层不仅具有较高力学性能，还具有良好的抗菌活性，45分钟内对甲基橙光催化降解效率最高可达96％。

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，尤其是涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物，因其具有强度高，粘结性好，热性能和耐化学腐蚀性能优良等优点被广泛用于航空航天、电子密封及涂料等方面(LANGER S,RAMALHO O,DERBEZ M,et al.Indoor environmental quality in French dwellings and buildingcharacteristics[J].Atmospheric Environment,2016,128:82～91.)。然而，环氧树脂固化后交联度会变高，这会导致它的耐冲击性变差，无法在高温下使用并且质地也会变得更脆；此外，单纯环氧树脂制成的涂层还不具备抗菌性，这些缺点在一定程度上限制了它的应用(王为宗,陈丽.纳米涂料的研究与发展[J].天津化工,2007(3):13～15.)。因此，在保留环氧树脂原有属性的基础上对其进行改性一直以来是研究的热点之一(何发达,粟时平,付航,等.环氧树脂掺杂微纳米氧化物粒子改性研究综述[J].高压电器,2020,56(3):94～103,110.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂复合材料及其制备方法与应用。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步聚：

(1)将纳米氧化物颗粒MO、模板剂和氨水溶液加入到乙醇中搅拌均匀后加入正硅酸乙酯,将所得混合物进行微波反应，洗涤所得固体制备得到MO/SiO₂颗粒；

(2)将步骤(1)中制备的MO/SiO₂颗粒和3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到甲苯中回流反应，反应结束后用甲苯洗涤所得固体即可制备得到氨基改性的NH₂-MO/SiO₂颗粒；

(3)将步骤(2)中制得的NH₂-MO/SiO₂颗粒分散在AgNO₃水溶液中，然后滴加NaOH溶液至溶液刚出现浑浊即可制得分散系1；

(4)将双酚A和环氧氯丙烷加热搅拌至互溶制得分散系2；

(5)将步骤(3)中制得的分散系1缓慢滴加至步骤(4)中制得的分散系2中，将所得混合物搅拌均匀后加热，然后缓慢滴加NaOH溶液，滴加完成后继续加热至缩聚反应完成，降至室温后用甲苯萃取反应产物，用去离子水洗涤萃取液；最后将萃取液蒸馏除去溶剂即可制得所述环氧树脂复合材料。

进一步地，步骤(1)中所述的纳米氧化物MO颗粒为纳米MgO颗粒或纳米ZnO颗粒中的一种。

进一步地，步骤(1)中所述的纳米氧化物MO颗粒粒径范围为100-200nm。