[发明专利]一种环氧树脂、纳米无机粒子复合发泡材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂、纳米无机材料复合发泡材料及其制备方法。

背景技术

环氧发泡材料因具表观密度低、轻质且结构坚韧等特点，具有比传统发泡塑料更优异的力学性能、电性能、耐水性、耐化学腐蚀性及较高的热稳定性等一系列特点，可在交通运输、军工、航天航空、电子及日用品等领域获得广泛应用。然而环氧树脂基发泡材料制备过程中要求发泡和固化过程同步进行，极大增加了泡孔细密、均匀的环氧树脂基发泡材料的制备难度。目前可用于制备环氧树脂基发泡材料的方法有：物理法、机械法和化学法。然而，上述三种反应方法不同程度都存在操作复杂，搅拌不均、成本高、产生有毒气体、微孔结构形貌难以控制等问题。因此开发一种方便简单、成本低廉、泡孔小、泡孔密度大、表观密度小，能够规模化生产环氧树脂发泡材料的方法具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种环氧树脂、纳米无机粒子复合发泡材料及制备方法，改善环氧树脂发泡过程，获得泡孔细小、分布均匀、泡孔密度大的环氧树脂基微孔材料。

为了解决所述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明所述的环氧树脂、纳米无机粒子复合发泡材料由环氧树脂、固化剂、固化助剂、复合纳米无机粒子、发泡剂组成。

按照重量份计算，它由环氧树脂40～60份，固化剂30～50份，固化助剂0.001～1份，复合纳米无机粒子1～20份，发泡剂1～10份。

它由环氧树脂50份，固化剂40份，复合纳米无机粒子10份，固化助剂0.01～1份，发泡剂2份组成。

前述环氧树脂、纳米无机粒子复合发泡材料的制备方法：取环氧树脂、固化剂、纳米无机粒子、固化助剂、发泡剂混合并搅拌均匀后，倒入模具中，然后放入烘箱中发泡固化后随烘箱冷却。

优选的，所述的纳米无机粒子的粒径小于100nm。

优选的，所述纳米无机粒子纳米含有机蒙脱土和纳米二氧化硅。

优选的，上述制备方法为：取复合纳米无机粒子为纳米有机蒙脱土和纳米二氧化硅的混合物，质量比为1：2。

优选的，纳米有机蒙脱土加入量为3.3份。

优选的，纳米二氧化硅加入量为6.7份。

优选的，发泡剂的加入量为2份

优选的，所述固化助剂加入量分别为0.05份。

本发明技术方案的原理：环氧树脂、复合纳米无机粒子、发泡剂混合后制备发泡材料时，纳米无机粒子增加泡孔形核率、增加熔体粘度、阻隔气泡聚集并泡和气体逃逸的作用。

本发明与现有技术相比，本发明在环氧树脂中加入复合纳米无机粒子，在制备发泡材料时，复合纳米无机粒子能起到增加聚合物熔体粘度的作用，提高发泡体系熔体粘度，从而达到很好的发泡效果；同时，加入复合纳米无机粒子后获得较好发泡质量的环氧树脂基发泡材料的加工粘度变宽，所制备的发泡材料泡孔平均直径小、泡孔尺寸分布均匀、泡孔密度大，并且制备成本低。

附图说明

图1～图5为复合纳米无机粒子含量分别为1％，5％，10％，15％，20％对环氧树脂发泡质量的影响图（照片）；

图6～图9为复合纳米无机粒子含量分别为1％，5％，10％，15％，20％对环氧树脂发泡质量的影响统计图；

图10～图14为不同纳米蒙脱土和纳米二氧化硅质量比的环氧树脂基发泡材料的图（照片）；

图15～图18为不同纳米蒙脱土和纳米二氧化硅质量比的环氧树脂基发泡材料发泡质量的统计图；

图19～图20为不同类型发泡剂下（化学发泡剂、可膨胀微球）环氧树脂/复合纳米无机粒子发泡材料的图（照片）；

图21～图26为熔体粘度分别为500mpa.s、5000mpa.s、10000mpa.s、15000mpa.s、20000mpa.s、25000mpa.s对环氧树脂发泡质量的影响图（照片）；

图27～图30为为熔体粘度分别为500mpa.s、5000mpa.s、10000mpa.s、15000mpa.s、20000mpa.s、25000mpa.s对环氧树脂基发泡质量的统计图。

具体实施方式

本发明的实施例：

实施例一、试验复合纳米无机粒子含量对环氧树脂基发泡材料发泡质量的影响。

1、原料

环氧树脂，牌号E51，上海树脂厂；固化剂，牌号504，上海树脂厂；固化助剂，牌号DMP－30，广州志一化工有限公司；可发性膨胀微球，市售；纳米有机蒙脱土，市售；纳米二氧化硅，市售。

2、样品制备