[发明专利]一种改性洋葱碳/环氧树脂复合材料及其制备方法

摘要

发明提出一种改性洋葱碳/环氧树脂复合材料及其制备方法，该改性洋葱碳/环氧树脂复合材料为是两相结构，主体为环氧树脂基体，增强相为黑色的改性洋葱碳。制备过程包括洋葱碳的制备、氧化洋葱碳的制备和改性洋葱碳/环氧树脂复合材料的制备三个步骤。改性洋葱碳/环氧树脂复合材料相对比环氧树脂本身以及洋葱碳/环氧树脂复合材料的韧性有很大的提高，洋葱碳和环氧树脂之间的界面结合性能大大提高，有利于洋葱碳本身性能的发挥。

主权项

一种改性洋葱碳/环氧树脂复合材料，其特征在于：该改性洋葱碳/环氧树脂复合材料为两相结构，主体为环氧树脂基体，增强相为黑色的改性洋葱碳，改性洋葱碳均匀分散于环氧树脂基体中，该改性洋葱碳在改性洋葱碳/环氧树脂复合材料中的含量为0.1~1wt%；所述的改性洋葱碳/环氧树脂复合材料通过以下几个步骤制备得到：步骤一：洋葱碳的制备：以爆轰法制备的平均粒径为10纳米左右的纳米金刚石为初始原料，将其置于刚玉坩埚中，放在马弗炉里，氩气气氛，5度/min升温速率，升至1500度保温4小时然后降温，焙烧得到黑色的洋葱碳粉末；步骤二：氧化洋葱碳的制备：将洋葱碳固体粉末装入圆底烧瓶中，按照每0.05g洋葱碳加入200~400ml的比例加入浓硝酸，再放入磁子，将其置于120度的油浴锅中加热搅拌12h，再使用超声清洗仪超声清洗1~2h，用去离子水洗涤至中性，加入100~200ml四氢呋喃溶剂，得到氧化洋葱碳的悬浮液；步骤三：改性洋葱碳/环氧树脂复合材料的制备：按照每0.08g氧化洋葱碳固体中需加入0.0005~0.001mol的2,4‑甲苯二异氰酸酯的比例，将2,4‑甲苯二异氰酸酯加入到氧化洋葱碳的悬浮液中，磁力搅拌、水浴加热至75~85℃条件下反应12h以上，得到改性洋葱碳，然后加入胺类固化剂，胺类固化剂添加量按照公式：胺质量/100g环氧树脂=胺中活泼氢当量×环氧值计算，继续在磁力搅拌条件下于75~85℃条件下反应12h以上，然后照改性洋葱碳在复合材料中添加量为0.1~1wt%的比例添加环氧树脂，搅拌均匀后于70℃以上、环氧树脂固化温度以下，气体压力为0.05~0.1Mpa的真空条件下减压蒸馏，将四氢呋喃从液体体系中除去，直到无液体蒸出为止，将得到的混合液体中含有的气泡抽出，恢复常压后，将混合液体注入准备好的模具中，升温到环氧树脂的固化温度进行固化，固化时间为2h以上，真空压0.05~0.1MPa，固化完全后冷却至室温，脱模，得到满足要求的改性洋葱碳/环氧树脂复合材料。