[发明专利]一种抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂及其制法

说明书

本发明涉及环氧树脂技术领域，且公开了一种抗冲击性的石墨烯‑胺类固化剂改性环氧树脂，腰果酚通过π‑π、氢键等相互作用，吸附在氧化石墨烯的表面，腰果酚具有大量的柔性不饱和长碳链，有效抑制氧化石墨烯的团聚，得到功能化石墨烯，将其置于烧杯内，再加入胺类固化剂、催化剂，搅拌均匀并升温，缓慢的向其中加入多聚甲醛，胺类固化剂首先与多聚甲醛发生反应，产生醇羟基，醇羟基再与腰果酚的酚羟基脱水缩合，生成石墨烯‑腰果酚‑胺类复合固化剂，由于石墨烯有良好的抗冲击性和韧性，有效的提高了胺类固化剂抗冲击性和韧性，而腰果酚的分子结构中含有的酚羟基，有效的增强了固化剂反应基团的活性，加快了环氧树脂的固化速度。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，具体为一种抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂及其制法。

背景技术

环氧树脂，指在合适的化学试剂下能形成三维网状固化物的含有2个及以上的环氧基团的化合物的总称，是一种重要的热固性树脂材料，具有很多的优点：形式多样化、固化方便、粘附力强、收缩性低、力学性能好、电性能好、化学稳定性好、尺寸稳定性好、耐霉菌，广泛应用于水利、交通、机械、电子以及航空航天等领域。

因为环氧树脂具有优越的力学性能和粘结性，因此被广泛应用于胶黏剂行业，但是其自身无法直接固化，需要固化剂的配合才能形成三维网状结构，进而发挥其粘结性能。

然而目前市面上的固化剂最重要的当属胺类固化剂，占总固化剂的七成以上，例如市面上大多数采用苯酚、甲醛以及乙二胺通过Mannich法制备的T-31固化剂，但是胺类固化剂得缺点也很明显，固化慢、抗冲击性差、韧性差，故此，我们采用引入柔性链的方法，克服上述缺点。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂及其制法，解决了胺类固化剂的固化慢、抗冲击性差、韧性差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂，所述抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂制备方法如下：

(1)将腰果酚溶于乙醇溶剂中，控制浓度为0.02wt％-3wt％；将氧化石墨烯分散于乙醇溶剂中，控制浓度为0.05mg/ml-15mg/ml。

(2)将步骤(1)中配置好的两种溶液置于烧杯内混合，将烧杯置于超声水浴锅内超声分散均匀后，加热至50-100℃，在氮气气氛中反应12-48h，经过过滤、洗涤之后，得到腰果酚修饰的功能化石墨烯。

(3)将步骤(3)中得到的功能化石墨烯、胺类固化剂、催化剂置入三口圆底烧瓶中，并配备搅拌器、温度计、球星冷凝管，搅拌均匀并升温，缓慢的向其中加入多聚甲醛，反应1-2h，真空干燥脱水30-60min，制备得到石墨烯-腰果酚-胺类复合固化剂。

(4)向三口圆底烧瓶中加入甲苯稀释剂和石墨烯-腰果酚-胺类复合固化剂，进行超声分散处理，再加入E-44型环氧树脂，搅拌均匀后将物料涂抹在玻璃片上，室温下进行固化，制备得到抗冲击性的石墨烯-胺类固化剂改性环氧树脂。

优选的，所述步骤(1)中的腰果酚与氧化石墨烯的质量比为1-5:1。

优选的，所述步骤(2)中超声水浴锅装置包括主体，主体底部的四个角分别活动连接有支脚，主体的前侧活动连接有温度调节旋钮，主体的前侧活动连接有转速调节旋钮，主体的前侧活动连接有超声控制按钮，主体的前侧活动连接有显示屏，主体的底部活动连接有电机，电机的左侧活动连接有主动轴，主体的底部活动连接有螺旋磁盘，主体的右侧活动连接有控制模块，主体的右侧活动连接有超声探头。

优选的，所述步骤(3)中的胺类固化剂为乙二胺或二乙烯三胺或三乙烯四胺中的任意一种。

优选的，所述催化剂为浓盐酸，质量分数36％-38％。