[发明专利]纳米粒子改性环氧树脂直接混合法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米粒子改性环氧树脂，尤其是一种纳米粒子改性环氧树脂直接混合法。

背景技术

目前，环氧树脂是一种综合性能优异的热固性树脂，因其粘结性好、稳定性强、收缩性小和电绝缘性好等优良特性而广泛应用于机械化工、电子电气等领域，但是环氧树脂的固化物脆性大、冲击强度低、易开裂、不耐疲劳等缺点而限制了其进一步的应用。在环氧树脂中引入纳米粒子进行改性被证明是一种十分有效的改性方法，引起了国内外学者的广泛重视。近20年来，随着纳米复合材料的出现和纳米复合技术的形成，使环氧树脂的改性研究工作进入一个全新的时期。由于纳米材料的表面非配对原子多，可与环氧树脂发生物理或化学结合，增强粒子与基体的界面结合，从而可承受一定的载荷，既增强又增韧。本文系统地论述了环氧树脂基的纳米复合材料的研究发展概况，主要包括无机纳米粒子结构特性，以及环氧树脂基纳米复合材料的制备方法、固化机理、性能、作用机制等方面的研究进展。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种纳米粒子改性环氧树脂直接混合法。

一种纳米粒子改性环氧树脂直接混合法，混合法是制备纳米复合材料最简单的技术，适合各种形态的纳米粒子。该法是通过不同的物理或化学方法将纳米粒子与聚合物进行充分混匀形成复合材料。物理方法常用物理粉碎法、蒸发冷凝法，而化学方法常用气相沉积法、沉淀法、模板反应法、微乳液法、胶态化学法及水热合成法。根据分散介质的不同通常分为溶液混合、乳液混合、熔融混合及机械混合法。具体方法是将环氧树脂先溶于适当溶剂中，再将经表面预处理的无机纳米粒子加入，充分搅拌或在超声波作用下使之分散均匀，最后加入固化剂搅匀，除溶剂即可得到预定材料。若不加溶剂而采用熔融混合，则需先将环氧树脂加热到80。C左右，使其黏度降低，再加入经偶联剂处理的纳米粒子，在超声波的强烈机械作用下混合均匀后，加入固化剂继续搅拌，得到分散均匀的复合材料。

采用直接混合法制备的环氧树脂基纳米复合材料有纳米TiO₂/环氧树脂、纳米SiO₂/环氧树脂、纳米BaTiO₃/环氧树脂。

具体实施方式

一种纳米粒子改性环氧树脂直接混合法，混合法是制备纳米复合材料最简单的技术，适合各种形态的纳米粒子。该法是通过不同的物理或化学方法将纳米粒子与聚合物进行充分混匀形成复合材料。物理方法常用物理粉碎法、蒸发冷凝法，而化学方法常用气相沉积法、沉淀法、模板反应法、微乳液法、胶态化学法及水热合成法。根据分散介质的不同通常分为溶液混合、乳液混合、熔融混合及机械混合法。具体方法是将环氧树脂先溶于适当溶剂中，再将经表面预处理的无机纳米粒子加入，充分搅拌或在超声波作用下使之分散均匀，最后加入固化剂搅匀，除溶剂即可得到预定材料。若不加溶剂而采用熔融混合，则需先将环氧树脂加热到80。C左右，使其黏度降低，再加入经偶联剂处理的纳米粒子，在超声波的强烈机械作用下混合均匀后，加入固化剂继续搅拌，得到分散均匀的复合材料。

采用直接混合法制备的环氧树脂基纳米复合材料有纳米TiO₂/环氧树脂、纳米SiO₂/环氧树脂、纳米BaTiO₃/环氧树脂。