[发明专利]一种增韧型苯并噁嗪复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种增韧型苯并噁嗪复合材料及其制备方法。该增韧型苯并噁嗪复合材料由75～96份苯并噁嗪单体、3～20份尼龙12微球和0.1～5份苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯，在160～200℃固化后制得。苯并噁嗪单体改性改性氧化石墨烯可有效协助尼龙12微球在苯并噁嗪树脂基体中的均匀分散，进而起到协同增韧作用。本发明公开的增韧型苯并噁嗪复合材料，具有良好断裂韧性、高杨氏模量和拉伸强度，可广泛应用于对材料韧性要求较高的场合。

主权项

一种增韧改性苯并噁嗪材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）将0.1~5份苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯40~100赫兹超声分散在20~100份丙酮中后，缓慢加入3~20份尼龙12微球，继续超声20~120分钟；（2）将75~96份苯并噁嗪单体溶解到100~150份丙酮中后，室温搅拌条件下将其缓慢滴加到步骤（1）得到的混合液中，磁力搅拌1~3小时，30~80赫兹超声分散30~90分钟；（3）旋转蒸发除去溶剂后，110~130℃真空脱除步骤（2）得到的混合物中的残留溶剂和气泡；（4）将步骤（3）得到的脱除残留溶剂和气泡的混合物倒入130~150℃预热好的已涂有脱模剂的玻璃模具中进行固化成型；固化条件为：160℃固化8~12小时后，180℃固化4~8小时，而后200℃固化0~4小时；在该固化过程中，苯并噁嗪单体在尼龙12微球和苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯存在的条件下开环交联聚合，形成苯并噁嗪树脂/尼龙12微球/苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯复合材料；固化结束后，将固化材料自然冷却到室温后，得到增韧改性苯并噁嗪材料;其中，步骤（1）中所用的苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯，其制备方法包括以下步骤：①称量1~5份粒径为30~50微米的石墨粉和30~120毫升浓硫酸加入到反应瓶中，保持反应体系的温度为0~5℃；继续加入0.5~3份硝酸钠和3~15份高锰酸钾并将温度升温到30~40℃；继续反应2~5小时后，加入20~100毫升去离子水；反应10~40分钟后，室温20~80赫兹超声20~60分钟，转为磁力搅拌；向反应瓶中滴加10~50毫升浓度为35%的双氧水，得到氧化石墨烯悬浊液；5000~10000转/分钟离心处理氧化石墨烯悬浊液，下层沉淀物为氧化石墨烯粗产物；用去离子水离心洗涤氧化石墨烯粗产物4~6次，再用0.1~0.8摩尔/升的盐酸溶液离心洗涤1~2次；将得到的固体产物40~60℃普通鼓风烘箱中干燥12~24小时，后40~60℃真空干燥18~24小时，得到氧化石墨烯；②将1~10份步骤①中得到的氧化石墨烯40~100赫兹超声30~120分钟分散在20~180份无水乙醇中，得到氧化石墨烯‑乙醇分散液；③边磁力搅拌边向步骤②得到氧化石墨烯‑乙醇分散液中缓慢滴加0.5~5份二乙烯‑三胺基丙基三甲氧基硅烷，升温到80℃后，恒定反应温度和搅拌速度条件下反应6~12小时；冷却到室温后，用乙醇洗涤4~6次，得到胺基化氧化石墨烯；④将2~4份步骤③中得到的胺基化氧化石墨烯40~100赫兹超声分散在30~80份苯或甲苯中，依次加入1~2份酚类化合物和2~4份多聚甲醛，在溶剂回流温度下反应4~8小时；冷却到室温后，用乙醇和丙酮各洗涤3~6次，40~60℃真空干燥12~24小时后得到苯并噁嗪单体改性氧化石墨烯。