[发明专利]一种二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料及其制备方法，涉及高分子化工技术领域。该复合材料由二维MXene纳米片和偶联剂对乙烯基树脂进行改性得到，步骤为：将二维MXene纳米片与偶联剂于乙醇中混合，得到表面覆有偶联剂的MXene纳米片乙醇溶液，然后与乙烯基树脂混合分散，除去反应体系的乙醇后，依次加入促进剂和引发剂，将得到的树脂混合体经真空脱泡、浇铸、静置、加热处理，即得复合材料。本发明利用二维MXene纳米片与偶联剂共同改性增韧乙烯基树脂，首次制备了二维MXene纳米片树脂复合材料，制备过程简单，纳米片添加量少，且不会对固化后树脂的弹性模量有明显影响，树脂机械性能得到显著提升。

技术领域

本发明涉及高分子化工技术领域，特别是涉及一种二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

乙烯基树脂(VER)是由甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂反应合成的一种热固性树脂，能够在常温下快速固化，同时兼具了环氧树脂的良好机械性能。

不饱和聚酯树脂(UPR)及乙烯基树脂(VER)常被用于汽车、船舶、化工储罐设备及建筑等领域。此外它们也常被用于制备树脂基复合材料，具有良好的应用前景。在将树脂应用于建筑材料等领域或用于制备复合材料时，其机械性能特别是拉伸、弯曲等断裂韧性尤为重要，树脂机械性能的提高将大大拓展其应用范围。因此，人们经常利用多种手段对树脂进行改性，以提高其机械性能。

目前乙烯基树脂的主要改性方法有液体橡胶增韧、异氰酸酯(聚氨酯)改性、酸或酸酐改性、无机纳米粒子增韧等。液体橡胶增韧、无机纳米粒子改性等虽然对树脂的机械性能有所提升，但改性原料用量较多，且改性效果提升不明显，尤其是液体橡胶与基体树脂和活性稀释剂相容性差,容易发生相分离,影响产品最终稳定性。

因此，提供一种制备方法简单、改性材料添加量少，乙烯基树脂机械性能能够得到较大提升的改性方法对于乙烯基树脂改性具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，从而在制备方法简单、改性材料添加量少的情况下，显著改善乙烯基树脂复合材料的机械性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料，所述复合材料由二维MXene纳米片和偶联剂对乙烯基树脂进行改性得到。

进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，包括Kh-560或Kh-602。

本发明还提供上述二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将所述二维MXene纳米片与偶联剂于无水乙醇中混合反应，得到表面覆有偶联剂的MXene纳米片乙醇溶液；

(2)将步骤(1)得到的表面覆有偶联剂的MXene纳米片乙醇溶液与乙烯基树脂混合分散；

(3)除去步骤(2)混合体系中的乙醇，然后向其中依次加入促进剂和引发剂，混合得到树脂混合体；

(4)将所述树脂混合体经真空脱泡、浇铸、静置、加热处理后，得到所述二维MXene纳米片乙烯基树脂复合材料。

进一步地，所述乙烯基树脂为双酚A型乙烯基树脂。

进一步地，步骤(1)中混合反应为0-100℃水浴加热，反应时间为1-12h。

进一步地，步骤(1)中，偶联剂在与二维MXene纳米片进行混合前，先于乙醇中进行水解反应；所述水解反应pH为3-4，室温条件下水解反应时间为1-12h；所述偶联剂与乙醇按照质量比1:1-1:100的比例混合。