[发明专利]复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂及其制备方法

权利要求书

1.一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，高韧性环氧树脂的制备过程为：将复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂的溶液与环氧树脂按1:50~500的质量比共混搅拌0.5~12h后加入固化剂及其它助剂得到高韧性环氧树脂；

复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂由空心或实心聚合物纳米粒子和二氧化硅构成，二氧化硅沉积在聚合物纳米粒子的外表面，聚合物纳米粒子由两亲性嵌段聚合物构成，两亲性嵌段聚合物的亲水性链段朝外，疏水性链段朝内；

复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂的平均粒径为20~600nm；

聚合物纳米粒子为胶束、囊泡、微球、蠕状物或核壳结构纳米粒子；

两亲性嵌段聚合物为聚乙二醇-聚苯乙烯，重均分子量为5000~40000，聚乙二醇链段的聚合度为10~100，聚苯乙烯链段的聚合度为40~200；两亲性嵌段聚合物的合成方法为原子转移自由基聚合法、链转移自由基聚合法、可逆加成-断裂链转移聚合法、点击化学或者开环聚合法。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，高韧性环氧树脂比未改性环氧树脂的抗冲击强度提高了40~90%；未改性环氧树脂与高韧性环氧树脂的区别仅在于其中不含有复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂中的一种以上；固化剂为乙二胺、二亚乙基三胺、聚亚甲基二胺、二乙胺基丙胺、高碳树脂肪族二胺、脂肪族酰胺多胺、顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐中的一种以上；固化剂与环氧树脂的质量比为1:1~5；其它助剂与环氧树脂的质量比为1:200~500。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂的制备方法为：利用大分子自组装技术将所述两亲性嵌段聚合物制成所述聚合物纳米粒子后，将硅的前驱体沉积到所述聚合物纳米粒子上进行原位反应制得复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂的制备方法的具体步骤如下：

（1）将两亲性嵌段聚合物溶解于良溶剂A中得到浓度为0.1~100mg/mL的溶液，向其中滴加不良溶剂B进行自组装，搅拌5~50h得到浓度为0.01~100mg/mL的聚合物纳米粒子溶液；

（2）将硅的前驱体溶解于有机溶剂C中得到浓度为0.01~100mg/mL的溶液，向其中滴加步骤（1）得到的聚合物纳米粒子溶液搅拌2~100h后得到复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂的溶液，聚合物纳米粒子和硅的前驱体的质量比为1:0.1~100，去除所有的溶剂即得复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，步骤（1）中，良溶剂A为四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿和二甲亚砜中的一种以上；不良溶剂B为丙酮、甲醇、乙醇、丙三醇和丁醇中的一种以上。

7.根据权利要求5所述的一种复合材料缠绕成型用高性能环氧树脂增韧剂在制备高韧性环氧树脂中的应用，其特征在于，步骤（2）中，硅的前驱体为正硅酸乙酯、硅酸盐、氯化硅和硅酸四甲酯中的一种以上；有机溶剂C为四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙三醇和丁醇中的一种以上。