[发明专利]一种纳米碳材料增强环氧树脂复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米碳材料增强环氧树脂复合材料的制备方法，将氮氧自由基与三价铁盐反应，再与聚酯型二醇反应形成齐聚物，然后与二异氰酸酯反应形成异氰酸酯基端封的齐聚物，采用该齐聚物对纳米碳粒子进行表面改性，然后与环氧树脂共混在磁场作用下固化而成。本发明的环氧树脂复合材料，在纳米碳材料的表面引入具有可反应官能团，在环氧树脂集体中具有良好的分散性，大大改善了纳米碳材料的可加工性，同时通过铁离子连接有氮氧自由基，是纳米碳粒子具有一定的顺磁性，可以在较低的外加磁场下实现在环氧树脂中的定向排列，从而能够充分的发挥纳米碳材料的增强特性。

主权项

一种纳米碳材料增强环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于：其步骤如下：1)将氮氧自由基与三价铁盐在醇溶剂中反应4～24小时，蒸干溶剂得到三价铁离子的一配化合物；2)将三价铁离子的一配化合物溶解在有机溶剂中得到1～30wt％的溶液，将该溶液加入到聚酯型二醇中，搅拌反应4～24小时蒸干溶剂得到聚酯型二醇的三价铁配合物；3)于70～90℃条件下，将聚酯型二醇的三价铁配合物与二异氰酸酯反应1～3小时得到异氰酸酯基端封的齐聚物，其中聚酯型二醇的三价铁配合物与二异氰酸酯的摩尔比为1∶2.4～4.5；4)于70～90℃条件下，将纳米碳材料加入到齐聚物中，在催化剂和惰性气体保护作用下搅拌反应9～15小时，过滤得到改性纳米碳材料；5)将占固化环氧树脂0.1～5wt％的改性纳米碳材料均匀分散在环氧树脂中加入固化剂，放入磁场强度为700～900特斯拉的匀强磁场中直至失去流动性，然后在温度为70～90℃的鼓风干燥箱中固化3～5h，再将温度升至110～130℃中后固化1～3h，制成纳米碳材料增强环氧树脂复合材料。