[发明专利]一种耐磨耐热环氧复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种耐磨耐热环氧复合材料，包括环氧树脂基体材料和均匀分散于该环氧树脂基体材料中的ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料，所述ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料相对于环氧树脂基体材料的0.1-3wt％，所述环氧复合材料是将ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料和环氧树脂在季铵盐存在下固化得到；

所述环氧树脂基体材料是液体环氧、固化剂和促进剂的混合物；

所述ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料是通过包括以下步骤的制备方法得到：在Ti₃C₂分散液中，以ZrOCl₂·8H₂O为ZrO₂的前驱体，原位水热生长ZrO₂纳米颗粒于Ti₃C₂表面而获得的，ZrOCl₂·8H₂O与Ti₃C₂的摩尔比为1:1-5；

所述耐磨耐热环氧复合材料通过包括以下步骤的制备方法得到：

1)将ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料添加到季铵盐水溶液中，超声分散，然后加入到液体环氧中，在减压蒸馏，得到ZrO₂/Ti₃C₂/环氧混合液，再加入固化剂和促进剂，真空下搅拌，得环氧混合体系；

2)将步骤1)中所得环氧混合体系浇筑到不锈钢模具中，加热固化，得到所述耐磨耐热环氧复合材料。

2.如权利要求1所述环氧复合材料，其特征在于，所述ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料占环氧树脂基体材料的0.5-1wt％。

3.如权利要求1所述的环氧复合材料，其特征在于，所述液体环氧选自E-51、E-55、E-44、E-42中的至少一种；和/或

所述固化剂为酸酐类固化剂，选自四氢苯酐、甲基四氢苯酐、六氢苯酐、甲基六氢苯酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐的至少一种；和/或

所述促进剂为胺类促进剂，选自四乙基溴化铵、二甲基苄胺、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲基胺基甲基)苯酚、三乙醇胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基苄胺的至少一种。

4.如权利要求1所述的环氧复合材料，其特征在于，所述ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料通过包括以下步骤的制备方法制得：

1)将Ti₃C₂粉末和ZrOCl₂·8H₂O加入到30ml去离子水中，超声30min，形成分散液，将碱性溶液缓慢滴加到分散液中，室温下充分搅拌，获得均匀的混合溶液；

2)将步骤1)中所得混合溶液转移到聚四氟乙烯内胆高压反应釜中，在100～220℃充分反应；

3)在步骤2)反应结束并自然冷却后，离心收集反应所得粉末，然后用去离子水和无水乙醇分别洗涤，再将洗涤后的粉末放置在真空干燥箱中干燥，所得粉末产品即为ZrO₂/Ti₃C₂纳米复合材料。

5.如权利要求1所述的环氧复合材料，其特征在于，所述季铵盐为带有长链烷基或芳基的卤化铵。