[发明专利]一种耐热环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于树脂材料技术领域，具体涉及一种耐热环氧树脂复合材料及其制备方法。本发明将石墨烯和对位芳纶纤维配合使用，用于提升环氧树脂材料的耐热能和强度性能。实施例结果表明，本发明提供的耐热环氧树脂复合材料在270℃下，其强度性能仍达到890MPa以上。

技术领域

本发明属于树脂材料制备技术领域，具体涉及一种耐热环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是由人工合成的一类高分子聚合物，为粘稠液体或加热可软化的固体，受热时通常有熔融或软化的温度范围，在外力作用下可呈塑性流动状态；而且环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，分子结构中含有活泼的不饱和基团，使它们可以与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三维网格结构的高聚物。随着工业技术的不断发展，各个领域对材料的耐热性能的需求逐渐增强，为此，需要对环氧树脂的改性工作进行不断研究。环氧树脂材料改性方法有多种，添加增强剂就是其中之一，利用增强剂对环氧树脂进行改性后，虽然能够提升环氧树脂的强度性能，但材料的耐热性能仍不理想，限制了材料的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热环氧树脂复合材料及其制备方法，本发明提供的环氧树脂复合材料具有优异的耐热性，可在高温高压环境下使用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种耐热环氧树脂复合材料，包括以下质量份的组分：环氧树脂基体115～125份、石墨烯0.25～0.35份和对位芳纶纤维20～35份。

优选的，所述石墨烯包括改性石墨烯或还原氧化石墨烯；

所述改性石墨烯由二环己基碳二亚胺和3-氨丙基三乙氧基硅烷对石墨烯原料改性得到。

优选的，所述对位芳纶纤维由原料对位芳纶纤维经超临界二氧化碳改性和等离子体处理得到。

优选的，所述超临界二氧化碳改性的方法包括：

将对位芳纶纤维原料与甲苯二异氰酸酯分开放置，然后在超临界二氧化碳气氛中静置，得到超临界二氧化碳改性的对位芳纶纤维。

优选的，所述树脂基体的制备原料包括环氧树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂。

优选的，所述环氧树脂、引发剂、阻聚剂和阻燃剂的质量比为100∶(1.5～3)∶(0.4～0.6)∶(2～3)。

优选的，所述引发剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯；所述阻聚剂包括对苯醌；所述阻燃剂包括氧化镁。

本发明提供了上述技术方案所述耐热环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供包括环氧树脂基体制备原料和石墨烯的混合熔料；

(2)将所述步骤(1)的混合熔料与对位芳纶纤维混合，得到浇筑料；

(3)将所述步骤(2)的浇筑料依次进行浇筑和固化，得到耐热环氧树脂复合材料。

优选的，石墨烯为改性石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将环氧树脂基体的制备原料混合熔融，得到环氧树脂熔料；

将所述环氧树脂熔料与改性石墨烯分散液混合，得到混合熔料。

优选的，石墨烯为还原氧化石墨烯时，所述步骤(1)混合熔料的制备方法包括：

将环氧树脂基体的制备原料、丙二醇甲醚、二乙醇胺、醋酸溶液和水混合，得到含还原剂的环氧树脂熔料；

将所述含还原剂的环氧树脂熔料与氧化石墨烯混合，保温后得到混合熔料。