[发明专利]一种改性膨润土/环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性膨润土/环氧树脂复合材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：将膨润土原矿制成浆料，向浆料中加入无机改性剂和分散剂并对浆料进行搅拌0.5‑2h，使浆料分级，取上层浆料，得到钠基膨润土浆料；将所述钠基膨润土浆料加热至50‑80℃之间，将有机改性剂加入升温后的钠基膨润土浆料并对浆料进行搅拌0.5‑1.5h，对浆料进行干燥，得到有机膨润土；将环氧树脂、酸酐类固化剂、增塑剂以及所述有机膨润土放置于混合机中均匀混合，并通过挤出机熔融挤出形成复合材料。采用本发明中的方法制备的复合材料，其韧性、强度和耐热温度得到很大提高，具有优异的综合性能。

技术领域

本发明涉及了复合材料技术领域，具体的是一种改性膨润土/环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂质脆，韧性和抗冲击性能较差且耐热温度比较低，使用温度一般不超过150℃。在对材料提出越来越高要求的今天，环氧树脂本身的不足使其进一步应用受到了一定的限制。因此，用各种方法改性环氧树脂，提高它的耐热温度和韧性，已成为热门话题。

目前，对环氧树脂复合材料采用的改性方法主要有：橡胶弹性体改性、热塑性树脂改性、液晶聚合物改性、纳米粒子改性、核-壳粒子改性、互穿聚合物网络改性、树枝型分子改性等几种方法。但是，这些改性方法有着诸多方面的缺陷，比如在增加韧性的同时，耐热温度却降低了；或提高了耐热温度但生产应用的工艺性和成本又增加了不少。因此，找到一种既能提高材料韧性，又不降低材料强度以及耐热温度的有效改性方法已经成为了本领域技术人员的迫切要求。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种改性膨润土/环氧树脂复合材料及其制备方法，其用于解决上述问题中的至少一种。

本申请实施例公开了：一种改性膨润土/环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将膨润土原矿制成浆料，向浆料中加入无机改性剂和分散剂并对浆料进行搅拌0.5-2h，使浆料分级，取上层浆料，从而得到钠基膨润土浆料，其中，浆料中膨润土的质量百分比为5-8％之间，无机改性剂的质量百分比为1.5-3.2％之间，分散剂的质量百分比为0.05-0.25％之间；

将所述钠基膨润土浆料加热至50-80℃之间，将有机改性剂加入升温后的钠基膨润土浆料并对浆料进行搅拌0.5-1.5h，对浆料进行干燥，得到对钠基膨润土进行有机化改性后的有机膨润土，其中，浆料中有机改性剂的质量百分比为20-50％之间；

将环氧树脂、酸酐类固化剂、增塑剂以及所述有机膨润土放置于混合机中均匀混合，并通过挤出机熔融挤出形成复合材料；其中，复合材料中所述环氧树脂的质量百分比为60-75％之间，所述酸酐类固化剂的质量百分比为12-37.5％之间，所述增塑剂的质量百分比为1.8-3.75％之间，所述有机膨润土的质量百分比为0.6-3.75％之间。

具体的，所述无机改性剂包括碳酸钠、氟化钠、硫酸钠、草酸钠中的一种或多种。

具体的，所述分散剂包括焦磷酸钠、六偏磷酸钠。

具体的，所述有机改性剂包括十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵中的一种或多种。

具体的，所述酸酐类固化剂包括邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐中的一种或多种。

具体的，所述增塑剂包括环氧油酸丁酯或环氧油酸辛酯。

具体的，所述挤出机的工作温度为110℃。

具体的，所述环氧树脂为环氧树脂E-51。

具体的，所述有机膨润土的颗粒尺寸为200-250目之间。