本發(fā)明具體涉及一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料及其制備方法,屬于高分子納米復(fù)合材料領(lǐng)域。
背景技術(shù):
環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能,電絕緣性能,熱穩(wěn)定性,和耐化學(xué)性,以及對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度,因而廣泛應(yīng)用于粘接劑、涂料和復(fù)合材料等領(lǐng)域。然而,由于環(huán)氧樹脂固化后呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使其同時(shí)存在交聯(lián)密度高,內(nèi)應(yīng)力大,質(zhì)脆,抗沖擊韌性差等缺點(diǎn),從而使其應(yīng)用也受到了一定的限制。
研究人員發(fā)現(xiàn),通過添加納米填料制備環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料可以顯著提高環(huán)氧樹脂的綜合性能,這也成為了目前研究的熱點(diǎn)。例如,六方氮化硼,因其具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu),有白色石墨之稱,具有良好的潤滑性,電絕緣性導(dǎo)熱性和耐化學(xué)腐蝕性,良好的電絕緣性,低介電常數(shù)及介電耗損,化學(xué)惰性物質(zhì),具有中子吸收能力,是理想的聚合物填料,與環(huán)氧樹脂復(fù)合可以賦予環(huán)氧樹脂新的性能,具有廣泛的應(yīng)用前景。但是六方氮化硼二維納米片容易團(tuán)聚,在環(huán)氧樹脂中難以均勻分散,從而難以有效提升復(fù)合材料的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料及其制備方法,以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括:
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料,其包括六方氮化硼二維納米片、環(huán)氧樹脂、固化劑和苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物。
優(yōu)選的,其中至少部分苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物與六方氮化硼二維納米片通過物理方式結(jié)合形成復(fù)合物。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的制備方法,其包括:
將氮化硼粉體或者六方氮化硼二維納米片與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物在溶劑中混合,獲得六方氮化硼二維納米片的分散液,
將六方氮化硼二維納米片的分散液與環(huán)氧樹脂均勻混合形成混合物,之后脫除所述混合物中的溶劑,獲得環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物;
以及,將環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物與固化劑均勻混合。
在一些實(shí)施方案中,所述的制備方法包括:將氮化硼粉體或者六方氮化硼二維納米片與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物在溶劑中混合,并進(jìn)行超聲處理,獲得六方氮化硼二維納米片的分散液。
進(jìn)一步的,前述苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物包括苯胺三聚體、苯胺四聚體、苯胺五聚體及苯胺六聚體中的任一者或任一者的衍生物。
優(yōu)選的,前述苯胺低聚物衍生物包括含苯胺低聚物接枝的有機(jī)小分子或高分子。
進(jìn)一步的,前述環(huán)氧樹脂包括雙酚a類環(huán)氧樹脂或酚醛類環(huán)氧樹脂。
進(jìn)一步的,前述固化劑包括聚酰胺類固化劑,酸酐類固化劑或咪唑型固化劑。
本發(fā)明實(shí)施例還提供了由前述的任一種方法制備的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料。
較之現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐高溫性能、耐腐蝕性能以及耐磨性能,特別是具有低的摩擦系數(shù)和磨損率,可應(yīng)用在建筑、化工、石油、電力、冶金、船舶、輕紡、儲(chǔ)存、交通、航天等行業(yè)中顆粒、煤粉、粉塵、煙氣、液體長時(shí)間的耐沖刷耐磨防腐領(lǐng)域,同時(shí)本發(fā)明提供的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的制備工藝簡單,原料來源廣泛,利于規(guī)?;瘜?shí)施。
附圖說明
圖1是實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料及對(duì)比例1中純環(huán)氧樹脂的表面潤濕性能測試照片。
圖2a-圖2b分別是實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料及對(duì)比例1中純環(huán)氧樹脂所形成的涂層在空氣條件下和水環(huán)境下的摩擦系數(shù)測試圖;
圖3a-圖3b分別是實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料及對(duì)比例1中純環(huán)氧樹脂所形成的涂層在空氣條件下和水環(huán)境下的磨損率測試圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料包括六方氮化硼二維納米片、環(huán)氧樹脂、固化劑和苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物。
優(yōu)選的,其中至少部分苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物與六方氮化硼二維納米片通過物理方式結(jié)合形成復(fù)合物。
進(jìn)一步的,所述復(fù)合材料中六方氮化硼二維納米片的含量為0.1wt%~50wt%,優(yōu)選為0.5wt%~10wt%,尤其優(yōu)選為0.5wt%~4.0wt%。
在一些較佳實(shí)施方案中,所述復(fù)合材料包括0.1wt%~50wt%六方氮化硼二維納米片、19.23wt%~76.81wt%環(huán)氧樹脂、5.77wt%~23.04wt%固化劑和0.05wt%~25wt%苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物。
尤其優(yōu)選的,所述復(fù)合材料包括:0.5wt%~10wt%六方氮化硼二維納米片、65.38wt%~76.35wt%環(huán)氧樹脂、19.61wt%~22.90wt%固化劑和0.25wt%~5wt%苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物。
本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的制備方法包括:
將氮化硼粉體或者六方氮化硼二維納米片與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物在溶劑中混合,獲得六方氮化硼二維納米片的分散液,
將六方氮化硼二維納米片的分散液與環(huán)氧樹脂均勻混合形成混合物,之后脫除所述混合物中的溶劑,獲得環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物;
以及,將環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物與固化劑均勻混合。
在一些實(shí)施方案中,所述的制備方法包括:將氮化硼粉體或者六方氮化硼二維納米片與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物在溶劑中混合,并進(jìn)行超聲處理,獲得六方氮化硼二維納米片的分散液。
在一些實(shí)施方案中,所述的制備方法也可包括:通過攪拌、超聲、振蕩等物理方式(例如機(jī)械攪拌、超聲(當(dāng)然在一些實(shí)施方案中也可配合其它合適的非物理方法)將氮化硼粉體與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物在溶劑中簡單物理混合,從而獲得六方氮化硼二維納米片的分散液。當(dāng)然,在這些實(shí)施方案中,若氮化硼粉體是過量的,則還需將以沉降物等形態(tài)存在的氮化硼顆粒等通過分液、離心等方式去除,從而獲得均勻的六方氮化硼二維納米片分散液。
在一些較佳實(shí)施方案中,所述的制備方法包括:通過減壓蒸餾方式脫除所述混合物中的溶劑。
在一些較佳的具體實(shí)施方案中,所述的制備方法還包括:將環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物與固化劑均勻混合后,在50℃~80℃下抽真空10min~15min,之后進(jìn)行真空脫泡,而后進(jìn)行光照固化(例如紫外光照固化)和/或熱固化處理。
進(jìn)一步的,在前述制備方法中,所述氮化硼粉體與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物的質(zhì)量比為1:10~1:0.1,優(yōu)選為1:1~3:1。
進(jìn)一步的,在前述制備方法中,所述六方氮化硼二維納米片與苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物的質(zhì)量比為1:5~2:1,優(yōu)選為1:2.5~1.5:1。
進(jìn)一步的,在前述制備方法中,所述環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物所含六方氮化硼二維納米片、苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物與環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為0.15:76.81~15:65.38,優(yōu)選為0.75:76.35~7.5:71.15。
進(jìn)一步的,在前述制備方法中,所述環(huán)氧樹脂與固化劑的質(zhì)量比為10:2~10:4,優(yōu)選為10:2.5~10:3.5。
在一些較為具體的實(shí)施案例中,一種環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
(1)制備六方氮化硼二維納米
將苯胺三聚體溶解于thf溶液中,加入六方氮化硼粉體,超聲1小時(shí)左右,得到剝離的六方氮化硼二維納米片,其均勻分散于thf中形成氮化硼分散液。
(2)制備氮化硼環(huán)氧樹脂復(fù)合物
將氮化硼分散液加入到環(huán)氧樹脂中,攪拌1h左右均勻,保證氮化硼二維納米片分散均勻,經(jīng)減壓蒸餾移去溶劑,得到環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物。
(3)環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的制備
將環(huán)氧固化劑加入到一定量的環(huán)氧樹脂氮化硼復(fù)合物中,攪拌均勻,澆筑到模具中,減壓脫泡,固化得到不同含量的六方環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料。
本發(fā)明還提供了由前述任一種方法制備的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料。
在本發(fā)明中,前述苯胺低聚物亦稱苯胺齊聚物,其包含的苯胺共軛鏈段短于聚苯胺,電活性與聚苯胺相似,但分子中不存在缺陷,且具有更好的溶解性。適用于本發(fā)明的苯胺低聚物可優(yōu)選自苯胺三聚體、苯胺四聚體、苯胺五聚體、苯胺六聚體中的任意一種或多種的組合,但不限于此。
在本發(fā)明中,前述苯胺低聚物衍生物主要是基于苯胺低聚物形成的,所述苯胺低聚物的釋義如前文所述。
優(yōu)選的,前述苯胺低聚物衍生物可選自苯胺三聚體、苯胺四聚體、苯胺五聚體、苯胺六聚體中的任意一種的衍生物或多種衍生物的組合,但不限于此。
進(jìn)一步的,前述苯胺低聚物衍生物包括羧酸封端苯胺低聚物衍生物,連接有功能化基團(tuán)的苯胺低聚物或者含苯胺低聚物的小分子化合物。優(yōu)選的,所述功能化基團(tuán)包括烷氧基、羧基、磺酸基、磷酸基中的任意一種或兩種以上的組合,但不限于此。
優(yōu)選的,所述苯胺低聚物衍生物選自含苯胺低聚物接枝或嵌段的聚合物。
優(yōu)選的,所述苯胺低聚物衍生物具有下列化學(xué)式中的任意一種:
其中m包括na+、k+、鉀或季銨鹽陽離子,但不限于此。
前述苯胺低聚物或苯胺低聚物衍生物可以從商購?fù)緩将@取,也可以參考文獻(xiàn)(例如,《chem.commun.》,2003年,第2768-2769頁;《syntheticmetals》,2001年,第122卷第237-242頁;cn101811997a;cn1369478a、cn1204655a等)自制。
在本發(fā)明中,前述環(huán)氧樹脂可選自業(yè)界已知的各類合適環(huán)氧樹脂,例如可以選自雙酚a類環(huán)氧樹脂、酚醛類環(huán)氧樹脂等,且不限于此。
相應(yīng)的,前述固化劑可選自聚酰胺類固化劑,酸酐類固化劑或咪唑型固化劑等,且不限于此。
前述溶劑可以選自水、有機(jī)溶劑等,尤其優(yōu)選自低沸點(diǎn)溶劑和/或高沸點(diǎn)極性有機(jī)溶劑,例如可優(yōu)選自乙醇、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、氯仿和n-甲基吡咯烷酮中的任意一種或多種,且不限于此。
在前述的一些實(shí)施方案中,借助苯胺低聚物和/或苯胺低聚物衍生物與六方氮化硼二維納米片之間的物理弱相互作用,可以實(shí)現(xiàn)六方氮化硼二維納米片從氮化硼粉體上的液相法剝離,并使六方氮化硼二維納米片在水、有機(jī)溶劑等分散介質(zhì)中良好分散,獲得均勻穩(wěn)定的六方氮化硼二維納米片分散液。進(jìn)而,利用該六方氮化硼二維納米片分散液與環(huán)氧樹脂等配合,即可制得所述的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料,且在所述的環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料中,六方氮化硼二維納米片呈均勻分散的狀態(tài)。
本發(fā)明還提供了前述環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料的用途,例如在制備具有防腐、耐磨等性能的防護(hù)涂層、防護(hù)結(jié)構(gòu)等中的用途。
例如,可以將未固化的所述環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料通過噴涂、旋涂、印刷、刮涂等等方式施加于基材表面,之后熱固化或者光固化,形成防護(hù)涂層。
又例如,也可將固化后呈片狀、塊狀等形態(tài)的所述環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料作為防護(hù)材料使用。
如下將結(jié)合若干實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如下實(shí)施例中的苯胺三聚體可采用業(yè)界已知的方式制取或從市售途徑購得。
實(shí)施例1本實(shí)施例涉及一種0.5wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(即環(huán)氧樹脂氮化硼納米復(fù)合材料,該復(fù)合材料中的氮化硼含量為0.5wt%)的制備方法,其包括如下步驟:
苯胺三聚體的合成,包括:將對(duì)苯二胺硫酸鹽(8.87g),苯胺(5.56g)加入到1m的鹽酸溶液(500ml)的三口燒瓶中,冷卻至-5℃。再將150ml過硫酸銨(13.62g)的鹽酸(1m)溶液通過滴液漏斗緩慢滴加至上述反應(yīng)瓶中,待滴加完畢之后,繼續(xù)攪拌反應(yīng)1h,將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行抽濾,用大量去離子水清洗,得到墨綠色的固體產(chǎn)物。然后用10%的氨水溶液清洗產(chǎn)物,再用去離子水清洗兩次,最后將產(chǎn)物(苯胺三聚體)置于40℃的真空干燥箱中干燥待用。
稱量前述苯胺三聚體(87.5mg),氮化硼納米片(175mg)和溶劑四氫呋喃(35ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后,減壓蒸餾移去四氫呋喃溶劑,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到0.5wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
實(shí)施例2本實(shí)施例涉及一種1.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為1.0wt%)的制備工藝,包括:
稱量前述苯胺三聚體(175mg)、氮化硼納米片(350mg)和溶劑四氫呋喃(70ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后減壓蒸餾移去四氫呋喃,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到1.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料
實(shí)施例3本實(shí)施例涉及一種2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為2.0wt%)的制備工藝,包括:
稱量前述苯胺三聚體(350mg)、氮化硼納米片(700mg)和溶劑四氫呋喃(140ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g),攪拌均勻后移去四氫呋喃,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到含2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料
實(shí)施例4本實(shí)施例涉及一種4.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為4.0wt%)的制備工藝,包括:
稱量苯胺三聚體(500mg)、氮化硼納米片(1000mg)和溶劑四氫呋喃(280ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g),攪拌均勻后減壓蒸餾移去四氫呋喃溶劑,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),在50℃下抽真空10~15分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到4.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
比較例1本比較例涉及一種純環(huán)氧樹脂材料的制備工藝,包括:
稱量環(huán)氧樹脂e51(27g),加入固化劑聚醚胺d230(8g),在50℃下抽真空10~15分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到純環(huán)氧樹脂。
請(qǐng)參閱下表1列出了前述實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧氮化硼納米復(fù)合材料及比較例1所獲純環(huán)氧樹脂的力學(xué)性能,可以看到,添加氮化硼的環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度和模量都有了不同程度的增高,證明添加少量氮化硼對(duì)樹脂具有增強(qiáng)作用。
再請(qǐng)參閱圖1是前述實(shí)施例1-4所獲的具有不同氮化硼含量的環(huán)氧氮化硼納米復(fù)合材料的表面潤濕性能,可以看到隨著氮化硼含量的增加,復(fù)合材料的表面接觸角逐漸變大,親水性能減弱,疏水性能增強(qiáng)。
比較例2本比較例涉及的一種環(huán)氧復(fù)合材料的制備工藝包括:
稱量前述苯胺三聚體(87.5mg),氮化硼納米片(175mg)與環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后,再加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
比較例3本比較例涉及的一種環(huán)氧復(fù)合材料的制備工藝包括:
稱量前述苯胺三聚體(87.5mg),市售氮化硼粉體(175mg)與環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后,再加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
比較例4本比較例涉及的一種環(huán)氧復(fù)合材料的制備工藝包括:
稱量聚苯胺(87.5mg),氮化硼納米片(175mg)與環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后,再加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
進(jìn)一步的,本案發(fā)明人還采用umt-3摩擦機(jī),在載荷為5n,頻率2hz的條件下,對(duì)前述實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧氮化硼納米復(fù)合材料及比較例1所獲純環(huán)氧樹脂形成的涂層的磨損性能進(jìn)行了表征。結(jié)果可參閱圖2a-圖2b和圖3a-圖3b。可以看到,在干態(tài)下和水環(huán)境下,這些復(fù)合材料形成的涂層的摩擦系數(shù)較之純環(huán)氧樹脂顯著降低,同時(shí)耐磨性較純環(huán)氧涂層明顯提高,原因可能是一方面氮化硼本身良好的力學(xué)及熱導(dǎo)性能,另一方面分散劑使得氮化硼在環(huán)氧樹脂中有良好的分散.,其中添加0.5wt%六方氮化硼的復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)和磨損率最低。另外,這些復(fù)合材料形成的涂層的熱穩(wěn)定性也得以有效提升,這將有利于使涂層在摩擦生熱時(shí)依然保持良好的機(jī)械性能,進(jìn)而使涂層耐磨性提高。
此外,本案發(fā)明人還采用同樣的方式,對(duì)前述比較例2-4所獲復(fù)合材料形成的涂層的磨損性能進(jìn)行了測試,測試結(jié)果顯示,比較例2、4所獲復(fù)合材料形成的涂層在干態(tài)下和水環(huán)境下的摩擦系數(shù)和磨損率較之純環(huán)氧涂層有一定幅度的降低,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前述實(shí)施例1-4所獲環(huán)氧氮化硼納米復(fù)合材料形成的涂層。而比較例3所獲復(fù)合材料形成的涂層在干態(tài)下和水環(huán)境下的摩擦系數(shù)和磨損率略低于純環(huán)氧涂層,但低于比較例2、4所獲復(fù)合材料形成的涂層。
表1
實(shí)施例5:本實(shí)施例涉及一種1.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為1.0wt%,分散劑為苯胺四聚體)的制備工藝,包括:
稱量苯胺四聚體(175mg)、氮化硼納米片(350mg)和溶劑四氫呋喃(70ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g)攪拌均勻后減壓蒸餾移去四氫呋喃,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到1.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
實(shí)施例6:本實(shí)施例涉及一種2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為2.0wt%,分散劑為羧酸封端苯胺五聚體)的制備工藝,包括:
稱量羧酸封端苯胺五聚體(350mg)、氮化硼納米片(700mg)和溶劑四氫呋喃(140ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g),攪拌均勻后移去四氫呋喃,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到含2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
實(shí)施例7:本實(shí)施例涉及一種4.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為4.0wt%,分散劑為苯胺六聚體)的制備工藝,包括:
稱量苯胺六聚體(500mg)、氮化硼納米片(1000mg)和溶劑四氫呋喃(280ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g),攪拌均勻后減壓蒸餾移去四氫呋喃溶劑,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),在50℃下抽真空10~15分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到4.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
實(shí)施例8:本實(shí)施例涉及一種2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料(該復(fù)合材料中的氮化硼含量為2.0wt%,分散劑為馬來酸酐封端的苯胺三聚體,)的制備工藝,包括:
稱量馬來酸酐封端的苯胺三聚體(350mg)、氮化硼納米片(700mg)和溶劑四氫呋喃(140ml),超聲一小時(shí),在上述混合溶液中,加入環(huán)氧樹脂e51(27g),攪拌均勻后移去四氫呋喃,然后加入固化劑聚醚胺d230(8g),混合均勻,在50℃下抽真空10分鐘,將混合液導(dǎo)入已經(jīng)預(yù)熱的四氟乙烯模具中,真空脫泡,放入烘箱中固化,在80℃下固化6小時(shí),最終得到含2.0wt%氮化硼/環(huán)氧樹脂納米復(fù)合材料。
前述馬來酸酐封端的苯胺三聚體的化學(xué)式如下:
同樣的,本案發(fā)明人還采用umt-3摩擦機(jī),在載荷為5n,頻率2hz的條件下,對(duì)前述實(shí)施例5-8所獲環(huán)氧氮化硼納米復(fù)合材料形成的涂層的磨損性能進(jìn)行了測試,結(jié)果顯示,由這些復(fù)合材料形成的涂層的在干濕狀態(tài)下的摩擦系數(shù)和磨損率較之純環(huán)氧樹脂涂層均有顯著的降低。
以上所述實(shí)施例僅用于幫助理解本發(fā)明的方法的核心思想,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說顯而易見,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn),不會(huì)限制于本文中所示的這些實(shí)例,而是要符合與本文所公開的原理和特點(diǎn)相一致的范圍。