[发明专利]一种埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料

权利要求书

1.一种埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，所述的埃洛石纳米管为支化型聚乙烯亚胺接枝的埃洛石纳米管，支化型聚乙烯亚胺接枝的埃洛石纳米管与环氧树脂的重量比为0.2～20：100；所述复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）埃洛石纳米管的酸化：将埃洛石纳米管粒子与酸性试剂按照1:5～1:100的质量比混合，充分反应，洗涤、干燥得到酸活化埃洛石纳米管；

（2）硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管的制备：将酸化埃洛石纳米管悬浮于有机溶剂，然后加入环氧基硅烷偶联剂，充分反应，洗涤、干燥得到硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管：

（3）超支化聚乙烯亚胺接枝改性的埃洛石纳米管的制备：将步骤（2）得到的硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管悬浮于有机溶剂充分分散，加入催化剂分散后加入支化型聚乙烯亚胺，在惰性气体的保护下，加热搅拌反应；洗涤、干燥得到超支化聚乙烯亚胺接枝改性的埃洛石纳米管；

（4）将支化型聚乙烯亚胺接枝改性的埃洛石纳米管在有机溶剂悬浮于有机溶剂充分分散后，加入环氧树脂，混合后除尽有机溶剂；再加入固化剂混合，固化得到埃洛石纳米管/环氧树脂复合材料。

2.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，所述的支化型聚乙烯亚胺接枝的埃洛石纳米管与环氧树脂的重量比为0.5～5：100。

3.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，在步骤（1）中，埃洛石纳米管粒子与酸性试剂的反应时间为1～48小时，并先进行超声分散后再进行反应。

4.根据权利要求3所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，埃洛石纳米管粒子与酸性试剂的反应时间为2～24小时。

5.根据权利要求4所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，埃洛石纳米管粒子与酸性试剂的反应时间为2～12小时。

6.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，所述的酸性试剂选自高氯酸、盐酸、硫酸、甲磺酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸或双氧水中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，所述的酸性试剂选自盐酸、硫酸或双氧水。

8.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，在步骤（2）中，酸化埃洛石纳米管与有机溶剂按照质量比为1:10～1:100配成悬浮液，并采用超声分散，时间为5～60分钟；酸化埃洛石纳米管与环氧基硅烷偶联剂的质量比为1：0.1～3；酸化埃洛石纳米管与环氧基硅烷偶联剂的反应温度为25～150℃；反应时间为2～48小时。

9.根据权利要求8所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，在步骤（2）中，酸化埃洛石纳米管与环氧基硅烷偶联剂的质量比为1：0.1～1；酸化埃洛石纳米管与环氧基硅烷偶联剂的反应温度为50～100℃；反应时间为2～24h。

10.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，所述环氧基硅烷偶联剂选自偶联剂R_n-Si-X_(4-n)中的一种，其中：n选自1、2或3；末端可水解基团X选自三乙氧基、三甲氧基、甲基二甲氧基、甲基二乙氧基或二甲基乙氧基中的一种；R选自γ-缩水甘油醚氧丙基、β-(3,4-环氧环己基)乙基中的一种；硅烷偶联剂的添加方式为搅拌混合条件下滴加。

11.根据权利要求10所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，R选自γ-缩水甘油醚氧丙基。

12.根据权利要求1所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，在步骤（3）中，将步骤⑴得到硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管的分散采用超声分散，时间为5～60分钟；并在加入催化剂后超声分散；加入聚乙烯亚胺后，在惰性气体的保护下，反应2～72h。

13.根据权利要求12所述的埃洛石纳米管/环氧树脂纳米复合材料，其特征在于，在步骤（3）中，将步骤⑴得到硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管的分散采用超声分散，时间为15～45分钟；加入聚乙烯亚胺后，在惰性气体的保护下，反应4～24h。