[发明专利]一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料及其制备技术领域，具体涉及一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料，本发明还涉及该环氧树脂复合材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的粘接性、耐磨性、电绝缘性、化学稳定性、易加工成型以及成本低廉等优点，在电子仪表、建筑、机械、航天航空、涂料、电气绝缘材料及先进复合材料等领域应用广泛。但该材料存在强度低，在自然气候环境中使用时，会受到光、热、雨水、氧等各种大气因素的影响，使环氧树脂力学性能和防腐等性能降低，缩短使用寿命；特别是紫外光会使环氧树脂中的化学键发生断裂，导致树脂表面产生龟裂。为了提高环氧树脂的强度和抗紫外老化性能，常用的方法是在树脂中添加抗紫外老化的第二相。

抗紫外老化物质的第二相可分为有机紫外吸收剂和无机的紫外屏蔽剂。其中有机紫外吸收剂是通过自身对紫外线的吸收降低基体树脂与紫外线的直接接触，故存在耐热性不足，自身会分解等问题。无机紫外屏蔽剂多为具有半导体性质的无机纳米颗粒，例如氧化锌、氧化钛等。这些无机颗粒具有高的化学稳定性、热稳定性，易加工、无毒、生产安全性高、寿命长等优点，但具有半导体性质的无机纳米颗粒在紫外光下，小部分跃迁的电子和没有复合的空穴可与表面的吸附水或者其它物质反应，生成羟基自由基和活性氧自由基。这些自由基具有很高的活性可破坏基体树脂使树脂发生老化，故需使用光稳定剂来吸收和捕捉无机纳米颗粒产生的活性自由基。而大部分的光稳定剂为有毒物质，且耐热性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料，该复合材料可以自愈合，增强环氧树脂的使用强度和减缓复合材料在紫外光下基体树脂的降解，从而提高环氧树脂复合材料的使用寿命。

本发明的另一个目的是提供一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料，由以下组分组成：片状铝粉、环氧树脂和固化剂。

本发明的特点还在于，

片状铝粉的添加量为环氧树脂的2～4wt.％。

固化剂的添加量为环氧树脂的8～10wt.％；固化剂为二乙烯三胺。

环氧树脂为市售的E-44型。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：采用高能球磨机对铝粉末进行球磨片状处理，其中溶剂为异丙醇，球磨后用异丙醇清洗，洗涤过程始终保持粉末浸没在异丙醇中，以确保铝表面未被氧化，得到异丙醇量小于10wt.％的铝粉/异丙醇分散液；

步骤2：将步骤1得到的铝粉/异丙醇分散液加入环氧树脂中，混合均匀后在70～80℃下加热直至异丙醇挥发完全；

步骤3：将固化剂加入到步骤2得到的混合物中，混合均匀后浇铸得到。

本发明的特点还在于，

步骤1中片状铝粉的添加量为环氧树脂的2～4wt.％。

步骤1中球料比：1:8～10、球磨时间：3～4h。

步骤2中环氧树脂为市售的E-44型。

步骤3中固化剂为二乙烯三胺，固化剂的添加量为环氧树脂的8～10wt.％。

本发明的有益效果是，本发明高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料，通过在环氧树脂中添加片状铝片，可通过无氧化的铝薄片增加树脂材料的强度，另外未氧化铝薄片可对紫外线进行反射，减少环氧树脂与紫外线的直接接触，由于该过程为物理反射，故再无需添加其他物质。

附图说明

图1是铝粉在200～600nm间的透过率图；

图2是球磨后表面无氧化的片状铝粉的扫描图；

图3是本发明高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料经60天紫外光照前后的强度值；

图4是本发明高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料在紫外照射下的黄变值。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明高强度抗紫外老化的环氧树脂复合材料，由以下组分组成：片状铝粉、环氧树脂和固化剂。其中片状铝粉的添加量为环氧树脂的2～4wt.％；固化剂的添加量为环氧树脂的8～10wt.％；固化剂为二乙烯三胺；环氧树脂为市售的E-44型。