[发明专利]一种有机硅环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅环氧树脂复合材料，由如下质量百分比的原料制成：环氧改性硅油2％‑6％、双酚A型环氧树脂15％‑30％、环氧树脂固化剂3％‑6％、透明玻璃颗粒60％‑79％、疏水性气相白炭黑0.2‑2％、石墨烯粉0.01％‑0.05％；所述环氧树脂固化剂由10％的乙氧基丙胺、40％的二乙烯三胺和50％的碳酸丙烯酸组成。本发明的有机硅环氧树脂复合材料具有固化速度快、强度高、收缩率低、耐高低温等优点，可以替代现有的透明混凝土材料，也可以作为混凝土裂缝修补材料，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种有机硅环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

高分子材料由于其具有许多优良的性能，在土木工程以及建筑领域广泛使用，可以替代很多传统的材料。

环氧树脂材料由于其具有良好的粘结性能，可以作为混凝土裂缝修补材料对建筑或路面混凝土裂缝进行修补，但是现有的环氧树脂裂缝修补材料存在固化速度较慢、收缩率较高等缺点。

由于环氧树脂具有良好的透光性，还可以用于透明混凝土材料中，制成半透明的混凝土，可以透过光线，用作室内建筑材料，可以减少室内灯光的使用，节约能源；用作光伏公路的透明材料层可以提高光利用率。专利CN106746920公布一种透明树脂混凝土及其制备方法，但是其具有透光率低、强度不够等缺点，通过进一步测试还发现其收缩率较高且耐高低温性差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的问题，提供了一种有机硅环氧树脂复合材料，具有透光率高、强度高、收缩率低、以及耐高低温性好等优点。

本发明的技术方案如下：一种有机硅环氧树脂复合材料，由如下质量百分比的原料制成：环氧改性硅油2％-6％、双酚A型环氧树脂15％-30％、环氧树脂固化剂3％-6％、透明玻璃颗粒60％-79％、疏水性气相白炭黑0.2-2％、石墨烯粉0.01％-0.05％；所述环氧树脂固化剂由10％的乙氧基丙胺、40％的二乙烯三胺和50％的碳酸丙烯酸组成。

本发明的环氧改性硅油包括环氧基甲基硅油、环氧基苯基硅油以及环氧基含氢硅油。本发明的技术方案中将特定的环氧改性硅油加入双酚A型环氧树脂，其相容性好，保证了复合材料的高透光率，还可以使其具有良好的耐低温性、收缩率低和较高的抗压强度、抗折强度；本发明还通过加入一定量的透明玻璃颗粒、疏水气相白炭黑可以提高复合材料的强度，本发明还加入微量石墨烯粉可以提高材料的透光率和耐高低温性能；本方案使用的复配固化剂既可以保证复合材料的固化速度快，还可以提高其固化后的强度。总之使用本发明的各个原料相互配合，相互促进，可以大大提升材料的综合性能。

优选地，所述透明玻璃颗粒是粒径为0.3-1mm的钢化玻璃颗粒。本方案优选的钢化玻璃颗粒的强度好且可以更好更均匀的分散到复合材料中，复合材料的透明度好。

优选地，所述环氧改性硅油为环氧基苯基硅油。优选使用本方案的环氧基苯基硅油可以进一步提高复合材料的强度、耐低温性能和透光率，并且可以降低其收缩率。

优选地，所述环氧基苯基硅油由如下步骤的制备方法制得：S1、将粘度为10-100cs的端含氢苯基硅油和烯丙基缩水甘油醚以5:1到10:1的比例加入适量二甲苯溶液中，搅拌得到均匀的混合溶液；S2、设置搅拌转速50-100rpm，边搅拌边滴加稀释的铂金催化剂到上述混合溶液中；S3、通氮气升温至温度60℃，保持温度在60-70℃，转速800-1000rpm搅拌反应30min；S4、继续通氮气升温至140℃；S5、保持温度在140-155℃，转速200-300rpm抽真空2-3h，保持真空度为-0.08～-0.1MPa，脱出低沸物；S6、通氮气冷却至室温后停止搅拌，出料。本方案优选的环氧基苯基硅油的挥发分低，制备方法简单、过程可控，可重现性好，使得本发明的复合材料的收缩率进一步降低，且保证其具有高强度和高透光率。