[发明专利]一种改性环氧树脂及其使用方法

说明书

本发明涉及聚合物复合材料技术领域，公开了一种改性环氧树脂及其使用方法，包括A组分和B组分；所述A组分的原料按重量份包括50~70份环氧树脂和15~25份改性二氧化硅填料；所述改性二氧化硅填料为使用硅烷偶联剂进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒；所述B组分的原料按重量份包括8~20份胺类固化剂和1~3份固化催化剂；所述固化催化剂包括多孔PDMS纳米纤维载体和负载在所述多孔PDMS纳米纤维载体上的三乙基膦、三乙醇胺和改性石墨烯。本发明中胺类固化剂和固化催化剂配合使用，能够提高固化速率；固化催化剂本身还能够作为阻燃补强填料，提高耐热性能；改善环氧树脂与无机相间的两相界面，提高机械性能和化学性能。

技术领域

本发明涉及聚合物复合材料技术领域，更具体地说，本发明是一种改性环氧树脂及其使用方法。

背景技术

环氧树脂具有低反应收缩率、极佳的电学性质、机械性质以及高可加工性和耐化学性，并且被用作电气材料、电子材料、建筑材料以及复合材料的基质和涂料，目前已被广泛用于汽车、造船、航空、机械、化工以及大型水利工程和土木建筑工业等方面。然而，环氧树脂的耐热性差，耐磨性不是很好，限制了其应用。

近年来，将二氧化硅填料引入环氧树脂中进行改性已逐渐受到研究者的关注，这种改性环氧树脂可以综合二氧化硅的耐热性好、硬度高等优良特性，提升环氧树脂的应用价值，具备广阔的应用前景。但是，二氧化硅填料为无机组分，使环氧树脂聚合物网络与无机相在分子水平上复合，会存在两相界面，均匀分散性较差，使得机械强度降低。另外，环氧树脂是在与作为热固性材料的固化剂混合之后加以使用，而不是单独使用。因为环氧树脂的性质取决于在固化之后形成的三维结构，所以固化剂的选择很重要。当改性环氧树脂在固化之前与二氧化硅填料混合时，环氧树脂因混合物系统产生的热量或外部施加的热量而被部分固化，并且在混合完成之后，改性环氧树脂即使在室温下储存期间仍能发生固化，固化速度较慢，并且会致使成型物件的机械性质以及化学性质变差。

公开号为CN112662011A的中国发明专利公开了二氧化硅的改性方法、二氧化硅填料及环氧树脂复合材料，使用双足硅烷偶联剂表面改性二氧化硅颗粒作为填料，与环氧树脂基体复合，所述环氧树脂基体包括环氧树脂和固化剂，最终得到一种环氧树脂复合材料。其不足之处在于并未很好解决环氧树脂聚合物网络与无机相间的两相界面问题，机械强度和耐热性没有明显提高；并且常规固化剂的固化速度较慢，会导致混合后未完全固化，化学性能变差。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种改性环氧树脂及其使用方法，使用胺类固化剂和固化催化剂配合使用，提高固化速度，并且良好地改善了环氧树脂聚合物网络与无机相间的两相界面，提高机械性能和化学性能。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

第一方面，本发明提供了一种改性环氧树脂，包括A组分和B组分；所述A组分的原料按重量份包括50～70份环氧树脂和15～25份改性二氧化硅填料；所述改性二氧化硅填料为使用硅烷偶联剂进行表面改性的二氧化硅纳米颗粒；所述B组分的原料按重量份包括8～20份胺类固化剂和1～3份固化催化剂；所述固化催化剂包括多孔PDMS纳米纤维载体和负载在所述多孔PDMS纳米纤维载体上的三乙基膦、三乙醇胺和改性石墨烯。