技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種聚醚改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

背景技術(shù)：
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環(huán)氧樹脂是聚合物基復(fù)合材料應(yīng)用最廣泛的基體樹脂，環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，自1930年問世，1947年美國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來，至今已有50多年的歷史，由于環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘結(jié)性能、耐腐蝕性、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電器絕緣性，以及收縮率低、易加工成型、較好的應(yīng)力傳遞和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于涂料、膠黏劑、輕工、建筑、機(jī)械、航空航天、電子電氣絕緣材料、先進(jìn)復(fù)合材料基體等各個領(lǐng)域。但是由于環(huán)氧樹脂固化后交聯(lián)密度高，呈三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，存在應(yīng)力大、質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性差等不足，導(dǎo)致剝離強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度較差、開裂應(yīng)變低等缺點(diǎn)，難以滿足工程技術(shù)的要求，使其應(yīng)用受到一定的限制。

聚醚砜是由4,4'-雙磺酰氯二苯醚在無水氯化鐵催化下，與二苯醚縮合制得。折射率1.85，玻璃化溫度225℃，熱變形溫度203℃(1.82mpa)，耐熱性介于聚砜和聚芳砜之間，長期使用溫度180-200℃，耐老化性能優(yōu)異，在180℃使用可達(dá)20年。耐燃性好，即使燃燒也不發(fā)煙，耐蠕變性好，在150℃和20mpa壓力下的應(yīng)變只有2.55％，其可以有效改善環(huán)氧樹脂的韌性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種聚醚改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其粘結(jié)性能優(yōu)異，耐腐蝕性、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電器絕緣性好，收縮率低、易加工成型、較好的應(yīng)力傳遞和成本低，韌性大，抗沖擊性能好，耐熱性好，無毒，對環(huán)境無害。

本發(fā)明的另一個目的是提供該復(fù)合材料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂30-50份，聚醚砜5-10份，

納米氧化鈦1-2份，聚苯并咪唑2-5份，

玄武巖纖維0.5-1份，其他助劑0.5-2.5份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂42份，聚醚砜6份，

納米氧化鈦1.5份，聚苯并咪唑3份，

玄武巖纖維0.8份，其他助劑1份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚s型環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂中的一種或多種混合。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述納米氧化鈦的粒徑大小為20-30nm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述玄武巖纖維的直徑大小為200-500nm，長度為1-2μm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述其他助劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、環(huán)氧大豆油、硅烷偶聯(lián)劑、聚甲基硅氧烷中的一種或多種混合。

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至100-120℃，攪拌1-2h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在5000-8000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1-2h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、150-180℃下，捏合20-30min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

本發(fā)明具有以下有益效果：

聚醚砜具有很好的韌性，模量和耐熱性極高，其與環(huán)氧樹脂具有良好的相容性，加入到環(huán)氧樹脂中，可以實(shí)現(xiàn)良好的顆粒分散，從而達(dá)到較好的增韌效果；納米氧化鈦、聚苯并咪唑以第二相的形式存在于環(huán)氧樹脂中，其增韌的機(jī)制主要在于阻止裂紋擴(kuò)展，而且納米氧化鈦還可以彌補(bǔ)聚醚砜耐紫外線差的不足；

該復(fù)合材料粘結(jié)性能優(yōu)異，耐腐蝕性、力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電器絕緣性好，收縮率低、易加工成型、較好的應(yīng)力傳遞和成本低，韌性大，抗沖擊性能好，耐熱性好，無毒，對環(huán)境無害。

具體實(shí)施方式：

為更好的理解本發(fā)明，下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實(shí)施例1

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂30份，聚醚砜5份，

納米氧化鈦1份，聚苯并咪唑2份，

玄武巖纖維0.5份，其他助劑0.5份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至100℃，攪拌1h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在5000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、150℃下，捏合20min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

實(shí)施例2

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂50份，聚醚砜10份，

納米氧化鈦2份，聚苯并咪唑5份，

玄武巖纖維1份，其他助劑2.5份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至120℃，攪拌2h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在8000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌2h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、180℃下，捏合30min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

實(shí)施例3

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂35份，聚醚砜6份，

納米氧化鈦1.2份，聚苯并咪唑3份，

玄武巖纖維0.6份，其他助劑1份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至105℃，攪拌1.2h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在5500轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1.2h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、160℃下，捏合22min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

實(shí)施例4

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂38份，聚醚砜7份，

納米氧化鈦1.4份，聚苯并咪唑3.5份，

玄武巖纖維0.7份，其他助劑1.5份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至108℃，攪拌1.4h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在6000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1.4h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、165℃下，捏合24min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

實(shí)施例5

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂40份，聚醚砜8份，

納米氧化鈦1.6份，聚苯并咪唑3.8份，

玄武巖纖維0.8份，其他助劑1.8份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至110℃，攪拌1.6h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在6500轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1.6h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、170℃下，捏合26min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

實(shí)施例6

一種聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

環(huán)氧樹脂45份，聚醚砜9份，

納米氧化鈦1.8份，聚苯并咪唑4份，

玄武巖纖維0.9份，其他助劑2份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將環(huán)氧樹脂放入高壓釜中，升溫至1115℃，攪拌1.8h，加入聚苯并咪唑、聚醚砜，在7000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下，攪拌1.8h，得到環(huán)氧樹脂預(yù)聚物；

(2)將步驟(1)得到的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物轉(zhuǎn)移至高速捏合機(jī)中，加入納米氧化鈦、玄武巖纖維、其他助劑，在10000轉(zhuǎn)/分、175℃下，捏合28min，得到混合物料，將混合物料加入模具中加壓室溫固化，得到聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。

下面對本發(fā)明提供的聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測試。

(1)拉伸強(qiáng)度

按照國標(biāo)gb/t2568-1995進(jìn)行測試，測試加載速度為10mm/min。

(2)彎曲強(qiáng)度

按照國標(biāo)gb2567-81標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

(3)沖擊強(qiáng)度

按照國標(biāo)gb/t2571-95進(jìn)行測試。

測試結(jié)果如表1所示：

表1

從表1來看，本發(fā)明提供的聚醚砜改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能優(yōu)異。