[发明专利]一种纳米铜/环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

一种纳米铜/环氧树脂复合材料的制备方法，它涉及一种环氧树脂复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有纳米铜/环氧树脂复合材料存在纳米铜粉易团聚，在环氧树脂中分散性差而导致的纳米铜/环氧树脂复合材料力学性能低的问题。步骤：一、制备纳米铜粉；二、分散；三、制备复合材料。优点：一、纳米铜/环氧树脂复合材料中铜粉为纳米级；二、有效的防止了纳米铜粉的氧化；三、采用乳化机对纳米铜/环氧树脂体系分散，方法简单，分散性好；四、本发明制备的纳米铜/环氧树脂复合材料的抗拉强度38MPa～50MPa，弹性模量1200MPa～1700MPa，硬度80°～84°。本发明可制备纳米铜/环氧树脂复合材料。

主权项

一种纳米铜/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于一种纳米铜/环氧树脂复合材料的制备方法具体是按以下步骤完成的：一、制备纳米铜粉：①室温下以蒸馏水为溶剂，利用超声方法将CuSO₄·5H₂O完全溶解，得到CuSO₄水溶液；②向步骤一①得到的CuSO₄水溶液中加入聚乙烯比咯烷酮，超声30min～50min，得到聚乙烯比咯烷酮/CuSO₄混合水溶液；③室温下将水合肼与蒸馏水混合，得到水合肼溶液；④室温下以蒸馏水为溶剂，将NaOH完全溶解后得到NaOH溶液；⑤首先将步骤一②得到的聚乙烯比咯烷酮/CuSO₄混合水溶液加入到三颈圆底烧瓶中，然后向三颈圆底烧瓶中加入步骤一③得到的水合肼溶液，最后向三颈圆底烧瓶中加入步骤一④得到的NaOH溶液，在温度为65℃～75℃和转速为250r/min～350r/min的条件下搅拌20min～25min，然后使用蒸馏水抽滤洗涤2h～3h，再在真空度为0.08MPa～0.09MPa和室温条件下真空干燥2h～4h，得到纳米铜粉；步骤一①中所述的CuSO₄·5H₂O的质量与蒸馏水的体积比为(0.125g～0.25g):1mL；步骤一②中所述的聚乙烯比咯烷酮的质量与CuSO₄水溶液的体积比为(0.0125g～0.025g):1mL；步骤一③中所述的水合肼的体积与蒸馏水的体积比为(3～5):1；步骤一④中所述的NaOH的质量与蒸馏水的体积比为(0.2g～0.35g):1mL；步骤一⑤中所述的聚乙烯比咯烷酮/CuSO₄混合水溶液的体积与水合肼溶液的体积比为(0.8～1.25):1；步骤一⑤中所述的聚乙烯比咯烷酮/CuSO₄混合水溶液的体积与NaOH溶液的体积比为(2～3):1；二、分散：将步骤一⑤得到的纳米铜粉加入到环氧树脂中，使用乳化机在转速7000r/min～8000r/min的转速下进行乳化分散5min～7min，得到纳米铜/环氧树脂混合物；步骤二所述的纳米铜粉的质量与环氧树脂的质量比为(0.005～0.35):1；三、制备复合材料：①将步骤二得到的纳米铜/环氧树脂混合物和固化剂分别在55℃～65℃的条件下预热1.5h～2h，得到预热后的纳米铜/环氧树脂混合物和预热后的固化剂；②将步骤三①得到的预热后的纳米铜/环氧树脂混合物和预热后的固化剂在转速为90r/min～110r/min下搅拌4min～5min，得到纳米铜/环氧树脂预聚物；③将涂有高真空硅脂的聚四氟乙烯模具在55℃～65℃的温度下预热1.5h～2h，得到预热的涂有高真空硅脂的聚四氟乙烯模具；④首先将步骤三②得到的纳米铜/环氧树脂预聚物倒入步骤三③预热的涂有高真空硅脂的聚四氟乙烯模具中，然后将涂有高真空硅脂的聚四氟乙烯模具放入烘箱中依次在温度65℃～75℃下固化2h～2.5h，在温度为120℃～130℃下固化2h～3h，在温度为145℃～155℃下固化1h～1.5h，得到纳米铜/环氧树脂复合材料；步骤三①所述的固化剂为低分子聚酰胺；步骤三①所述的固化剂的质量与步骤二所述的环氧树脂的质量比为(0.4～0.5):1。