[发明专利]一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料及其制备方法。本发明研制的产品中，包括以下重量份数的原料：150‑200份环氧树脂，20‑50份热塑性弹性体，3‑5份白油，5‑10份纤维状填料；所述纤维状填料的长径比为10：1‑20：1；所述纤维状填料的长度分布范围为100‑200nm。另外，还包括环氧树脂质量3‑5％的环烷烃；其中，所述纤维状填料为二氧化硅纤维；所述二氧化硅纤维表面包含凹坑；所述热塑性弹性体为有机硅类热塑性弹性体。本发明研制的产品可以实现对环氧树脂的有效增韧，且不会对环氧树脂整体强度造成不良影响；增韧增强效果明显，不易随使用期限的延长发生显著下降。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域。更具体地，涉及一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种重要的热固性树脂。虽然环氧树脂因其优越的机械性能和优异的加工性能，在涂料、胶粘剂和电子封装中得到了广泛的应用，但环氧树脂固化后的交联密度高，内应力大，脆性差，抗冲击性能差，极大地限制了其在一些高科技领域的应用。因此，提高环氧树脂的韧性已被公认为是扩大其应用的重要途径，并在近年来引起了广泛关注。

纳米粒子尺寸是1-100nm的超细材料，具有纳米尺寸效应、巨大的比表面积和强的界面作用。纳米粒子以其独特的结构效应，用作复合材料和涂料时受到广泛的关注。纳米粒子能与环氧树脂的极性基团形成大于范德华力的作用力，可引发微裂纹，吸收能量的作用更强，可在增韧的同时提高树脂的储存模量和热变形温度；橡胶是一种基体较软、硬度偏低且具有高弹性的高分子材料。橡胶增韧环氧树脂主要是通过调节两者的溶解度参数，控制凝胶化过程中相分离所形成的连续相的两相结构，即海岛结构。通过分散相存在的橡胶粒子，会产生应力集中体，诱发大量银纹和剪切带，从而起到控制银纹发展、中止银纹、诱导剪切变形的作用，提高环氧树脂的韧性；热塑性材料不仅具有良好的韧性，而且具有较高的模量和良好的耐热性，因此，用作增韧剂时可以显著提高环氧树脂的韧性。与其他方法相比，加入热塑性树脂可以提高EP的韧性，而不会降低其模量和耐热性，同时还赋予环氧树脂一些新的性能，如低吸水率和高热机械性能，这是近年来的研究热点。用于环氧树脂增韧改性的热塑性树脂主要有聚乙二醇、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚砜、聚酰胺等。嵌段共聚物增韧环氧树脂一般通过非反应性嵌段共聚物和反应性嵌段共聚物来增韧环氧树脂。嵌段聚合物增韧主要是通过在环氧树脂固化时发生相分离来达到增韧效果。非反应性嵌段共聚物结构中含有与基体树脂结构相容性较好的基团如聚己内酯和聚丙二醇等，通过在基体树脂中自组装形成微相纳米结构来增韧环氧树脂，并赋予固化物优异的性能。

环氧树脂固化物具有优异的防腐性能、绝缘性能、热稳定性以及高粘附力，被广泛用于电子器件、涂料、胶粘剂和复合材料等领域，但环氧树脂的固化交联密度高，导致固化物的脆性大，限制了其在某些高科技领域的应用。在传统环氧树脂改性研究中，橡胶改性增韧环氧树脂最为广泛，增韧效果较为显著，但会降低固化物的交联密度，导致强度和玻璃化转变温度降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有采用普通橡胶对环氧树脂进行增韧时，会降低固化物的交联密度，导致环氧树脂固化强度下降，尤其是随着使用时间的延长，增强和增韧效果显著下降的缺陷和不足，提供一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料及其制备方法。

本发明的目的是提供一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料。

本发明另一目的是提供一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种增强增韧型改性环氧树脂复合材料，包括以下重量份数的原料：150-200份环氧树脂，20-50份热塑性弹性体，3-5份白油，5-10份纤维状填料；

所述纤维状填料的长径比为10：1-20：1；所述纤维状填料的长度分布范围为100-200nm。