[发明专利]一种改性层状硅酸镍材料及其制备方法和环氧树脂复合材料

说明书

本发明公开了一种改性层状硅酸镍材料的制备方法，包括：将硅烷偶联剂、9，10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物和三苯基膦按一定比例进行加热回流接枝反应，将得到的产物和可溶性镍化合物在溶剂中溶解得到前驱体溶液，再将前驱体溶液加入强碱的水溶液中混合均匀，经过陈化、固液分离后，将得到的沉淀物洗涤、干燥，即得改性层状硅酸镍材料。本发明还公开了改性层状硅酸镍材料和含改性层状硅酸镍材料的环氧树脂复合材料。本发明的改性层状硅酸镍材料能够同时显著提高环氧树脂的抗磨和阻燃性能，制备的环氧树脂复合材料具有高阻燃、高耐磨性能，可以应用于安全性能要求较高的领域。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种改性层状硅酸镍材料及其制备方法，和含该改性层状硅酸镍材料的环氧树脂复合材料。

背景技术

环氧树脂是现阶段应用最为广泛的热固性树脂之一，具有良好的力学性能、耐蚀性、电性能和加工特性，在电子电力、汽车、机械、航空航天、通讯和石油化工等诸多领域中都具有广泛的应用。作为一种高性能基材，环氧树脂尤其在高性能结构连接和海洋设备防腐领域中备受关注。然而，环氧树脂其自身的缺点也颇为明显，如脆性大、耐热性低、抗剥离强度较弱等，尤其是在滑动干摩擦条件下容易发生严重的磨损而降低制品的使用寿命，甚至引发生产事故；同时环氧树脂本身易燃容易导致火灾事故的发生，致使环氧树脂相关产品在安全性能要求较高的领域中应用受到很大限制。目前，改善环氧树脂性能的主要方法就是引入添加剂，制备环氧树脂复合材料。因此，为了提高材料的安全使用性能，开发能同时改善环氧树脂的抗磨损性能和阻燃性能的添加剂，制备具有高阻燃、高耐磨性能的环氧树脂复合材料，显得尤为重要和必要。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种改性层状硅酸镍材料及其制备方法和环氧树脂复合材料。

本发明提出的一种改性层状硅酸镍材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将硅烷偶联剂、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和三苯基膦按一定比例加入丙酮中完全溶解，然后在惰性气氛下，于120-150℃加热回流反应5-8h，干燥，得到产物A；

S2、将所述产物A和可溶性镍化合物按一定比例加入甲醇中，搅拌直至完全溶解，得到溶液B；

S3、将所述溶液B加入强碱的水溶液中混合均匀，经过陈化、固液分离后，将得到的沉淀物洗涤、干燥，即得改性层状硅酸镍材料。

优选地，所述步骤S1中，硅烷偶联剂、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和三苯基膦的质量比为(3-5)：(3-5)：(0.35-0.4)。

优选地，所述步骤S1中，硅烷偶联剂的质量与丙酮的体积之比为1g：(8-15)mL。

优选地，所述步骤S2中，产物A和可溶性镍化合物的质量比为(2-3)：(0.8-1.2)。

优选地，所述步骤S2中，产物A的质量与甲醇的体积之比为(2-3)g：50mL。

优选地，所述步骤S3中，溶液B与强碱的水溶液的体积比为1：(3-5)，强碱的水溶液的浓度为0.5-2mol/L，强碱为氢氧化钠、氢氧化钾或其组合。

优选地，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、KH590中的至少一种；所述可溶性镍化合物为氯化镍、硝酸镍、醋酸镍中的至少一种。

一种改性层状硅酸镍材料，由所述的制备方法制得。

一种环氧树脂复合材料，其原料包括环氧单体、固化剂和所述改性层状硅酸镍材料，其中所述改性层状硅酸镍材料占原料总质量的5-10％。

优选地，所述的环氧树脂复合材料包括下述质量百分比的原料：环氧单体70-80％、固化剂15-25％、所述改性层状硅酸镍材料5-10％。