【CN109943021A】一种纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910227079.4(22)申请日 2019.03.25(71)申请人 电子科技大学地址 611731 四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人 高正平 刘煦平 (74)专利代理机构 电子科技大学专利中心 51203代理人 闫树平(51)Int.Cl.C08L 63/00(2006.01)C08K 3/36(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08J 3/205(2006.01) (54)发明名称一种纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法(57)摘要本发明属环氧树脂改性技术领域，涉及一种纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法。本发明利用纳米无机填料改性环氧树脂复合材料，将用于微米粒子纳米化的高压微粒化装置用于无机填料在环氧树脂液体中的分散，极大地改善了纳米颗粒由于其表面效能高极易团聚影响复合材料性能的问题，大幅度提高了无机填料在环氧树脂中的分散性。本发明中纳米填料改性环氧树脂复合材料表现出良好的耐局部放电腐蚀能力，在添加量1-10wt％范围内，根据添加物为单一品种或多种组合，环氧树脂的耐局部放电腐蚀能力提高分别50-120％，其效果远远优于当前的方法，并且未采用前驱液，分散剂等有机溶剂，绿
色环保。
权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 109943021 A2019.06.28
CN 109943021
A1.一种纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，包括以下步骤：步骤1、将纳米无机填料进行烘干，然后加入液体环氧树脂，分散形成均一乳液；步骤2、将步骤1所得乳液经过高压微粒化装置进行进一步分散均匀，高压微粒化装置分散的条件为压力120～160Mpa，循环20～30次；步骤3、将步骤2所得产物加入固化剂，再次分散均匀后，将其倒入模具中，先于100～120℃预固化1～3小时，再升温至170～180℃固化2.5～3.5小时，最后自然冷却至室温即可得到最终改性后的环氧树脂复合材料。2.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述纳米无机填料为二氧化硅，氧化铝，二氧化钛之一或其混合物。3.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述步骤1中烘干是指将纳米无机填料放入干燥机中在25～35℃进行烘干18～24小时。4.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述纳米无机填料的平均粒径在1～100nm。5.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述步骤1中的分散为高速搅拌机分散30分钟-2小时，其参数设定为1800～2200rpm。6.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述液体环氧树脂的平均官能度为2.5-6.0，软化点≤28℃，25℃时粘度为200-50000mPa·s。7.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述液体环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂或脂环族类环氧树脂。8.如权利要求1所述纳米无机填料改性环氧树脂复合材料的方法，其特征在于：所述步
骤3中固化剂采用甲基六氢邻苯二甲酸酐。权 利 要 求 书1/1页
2CN 109943021 A
提高环氧数字硬度方法
提高环氧数字硬度方法
提高环氧数字硬度的方法
环氧树脂是一种常用的高分子材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。其中，硬度是衡量环氧树脂材料性能的重要指标之一。提高环氧数字硬度可以增强材料的耐磨性、耐蚀性和力学强度，使其更适用于各种工业领域。本文将介绍几种提高环氧数字硬度的方法。
一、改变环氧树脂配方
环氧树脂的硬度受到其配方的影响。通过改变配方可以调整环氧树脂的硬度。可以增加固化剂的用量，提高环氧树脂的硬度。同时，选择合适的填料也可以提高环氧树脂的硬度。常用的填料有硅酸盐、铝酸盐等，它们可以填充到环氧树脂中，增加材料的硬度。
二、增加固化温度和时间
固化温度和时间对环氧树脂的硬度有显著影响。在固化过程中，温度和时间越高，环氧树脂的硬度越高。因此，可以通过增加固化温度和时间来提高环氧树脂的硬度。但是要注意，固化温度过高或固化时间过长可能会导致环氧树脂产生不均匀固化或产生内部应力，影响材料的性能。
三、采用热固化方法
热固化是常用的提高环氧树脂硬度的方法之一。热固化是指在一定温度下，通过热反应使环氧树脂固化成硬质材料。热固化可以提高环氧树脂的交联度，增加材料的硬度。常用的热固化方法包括烘箱固化、自动化热固化等。
四、采用紫外光固化方法
紫外光固化是另一种常用的提高环氧树脂硬度的方法。紫外光固化是指在紫外光的照射下，环氧树脂发生光引发的化学反应，从而使其固化成硬质材料。紫外光固化具有固化速度快、固化效果好的特点，可以有效提高环氧树脂的硬度。
五、采用热塑性改性方法
热塑性改性是一种通过添加热塑性树脂来提高环氧树脂硬度的方法。热塑性树脂可以与环氧树脂相容，形成共混体系，从而改善环氧树脂的性能。热塑性改性可以提高环氧树脂的硬度、耐热性和耐化学性能。
六、采用填料增强方法
填料增强是一种常用的提高环氧树脂硬度的方法。通过添加适量的填料可以增加环氧树脂的硬度。常用的填料有玻璃纤维、碳纤维、硅酸盐等。填料可以填充到环氧树脂中，增加材料的硬度和强度。
导热环氧
导热环氧
1. 环氧树脂简介
环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，它可适用于多种成型工艺，可配制成不同配方，可调节粘度范围大；以便适应于不同的生产工艺。它的贮存寿命长，固化时不释出挥发物，固化收缩率低，固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性。上个世纪，硼纤维、碳纤维、芳纶纤维等相继出现，这些高级增强纤维的比刚度、比强度、耐疲劳性能等优于金属材料，用它们来增强环氧树脂组成的复合材料。目前环氧树脂统治着高性能复合材料的市场，凡是对机械强度要求高的增强塑料制品基本上采用环氧树脂作为基体。
2. 环氧树脂的分类
1. 环氧树脂按存在官能团划分：
环氧树脂除了环氧基团以外，也存在其他官能团，因此可划分：溴代环氧树脂，脂环族环氧树脂，酚醛类环氧树脂，缩水甘油酯类、醚类、胺类环氧树脂，环氧化烯烃类这几大类。
2. 按室温存在的状态：
按室温存在的状态划分可分为液态环氧树脂、半固态环氧树脂、固态环氧树脂。
3. 环氧树脂的主要性能指标
一般生产生活中用的环氧树脂并不是某一种特定的物质，而是分子量在一定范围且含有环氧基团的混合物。这些环氧基团的混合物中，绝大多数的分子是线性结构，且含有两个环氧基团。一般在环氧树脂的生产过程中，有少量原料未反应，或者是生成其他副产物，这都将使环氧树脂使用性能存在较大差异。
1. 环氧值Ev：主要性能指标之一，是指每100g环氧树脂中所含环氧基团的当量数，单位为“当量/100g”。浇注料一般用高环氧值，0.4以上；粘结剂用中等环氧值，0.25-0.45；涂料用低等环氧值，0.25以下。
2. 环氧当量En：含有1g当量环氧基团所对应的环氧树脂的克数，单位为“g/当量”。
3. 环氧基团含量Ec：1g环氧树脂中环氧基团所占的百分含量，单位“%”。
4. 羟基值Ev(OH)：是衡量环氧树脂质量的重要参数之一。还有羟基当量En（OH）。
5. 有机氯含量：是衡量环氧树脂质量好坏的重要参数之一，是指每100g环氧树脂中所含的有机氯原子的当量数，影响其高温的使用性能。与制备工艺有关，可以改善工艺降低有机氯含量。
纳米橡胶 环氧树脂
纳米橡胶 环氧树脂
一、纳米橡胶和环氧树脂的基本概念
1.你有没有想过，有些材料看起来好像普通得不能再普通，但其实它们背后有着不简单的秘密？就拿纳米橡胶和环氧树脂来说吧，这两个听起来像是高大上的科学名词，实际上它们的应用无处不在。纳米橡胶，它的名字其实就透露了一个秘密——“纳米”表示它的组成单位超级微小，比你想象的还要小。这么小小的颗粒却能在橡胶里发挥巨大的作用，它们就像是“超级英雄”，帮助橡胶变得更坚固、更耐用。想象一下，如果你的汽车轮胎里面加了一些纳米橡胶，它的耐磨性会提高多少？简直能跑上天！
2.再说说环氧树脂，这个名字听上去就像是某种神秘的化学武器，其实它的作用也是超级实用的。环氧树脂是一种热固性的树脂材料，平时你可能接触到的就是它做的胶水。你知道吗？它的强度堪比铁，而且它的粘结性极强，可以牢牢地把两样东西粘在一起，哪怕是一些看起来很不容易粘的材料，环氧树脂也能搞定。也正因为如此，环氧树脂被广泛应用于各种领域，包括建筑、汽车、电子甚至航天。你可能不知道，你家里的一些家具、地板，甚至一些高科技产品中，都离不开它的身影。
3.所以说，纳米橡胶和环氧树脂这两者其实是非常有默契的一对“组合拳”。它们的共同点在于都能提供出色的强度和耐用性，只不过它们的用途和形式有所不同。纳米橡胶更适合在需要弹性和耐磨的地方，比如轮胎、鞋底等，而环氧树脂则在那些需要粘合力和硬度的地方，像建筑材料、电子设备等，表现得淋漓尽致。如果你把这两者结合起来，简直就是给材料加了“双保险”，无论是耐用性还是实用性，都会得到极大的提升。
二、纳米橡胶和环氧树脂的应用领域
1.说到应用，纳米橡胶和环氧树脂的“战场”可真是广阔无垠。从汽车到建筑，再到航天，几乎每个行业都能看到它们的身影。在汽车领域，纳米橡胶的加入让轮胎不再是那个老旧的、容易磨损的“玻璃心”，它能有效地提升轮胎的耐磨性、抗老化性和抗温差能力。纳米橡胶的弹性也让轮胎的抓地力变得更强，行驶起来稳稳的，刹车也更加迅速，减少了交通事故的发生率。你可别小看这点，安全性提高了，大家开车出门都能放心不少。
环氧树脂材料的老化机理与防护方法
环氧树脂材料的老化机理与防护方法
摘要：环氧树脂是一类具有三维交联网络结构的热固性高分子材料，具有较高比强度和优良的粘结性能等的优点，在众多工业领域中应用极其广泛。但由于其内部结构多样性，导致在使用过程中，容易发生内外因素对材料老化失效的负面影响。本文重点综述了环氧树脂因外部环境因素影响产生的三种老化形式：热氧老化、紫外老化和湿热老化。通过对不同老化失效形式的因素和机理分析，总结了三种防护方法提高环氧树脂耐老化性能，避免材料外观、结构和性能的破坏，延长使用寿命。
关键词：环氧树脂；基体结构；老化失效；改性；光稳定剂
一、引言
环氧树脂是一类以芳香族、脂肪族或脂环族结构为骨架，分子中含有环氧基、亚甲基、羟基和醚键等化学基团的热固性高分子合成材料。它已被广泛地应用于多种金属与非金属的粘接、耐腐蚀涂料、电气绝缘材料、玻璃钢/复合材料等的制造，在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输及其他许多工业领域中起到重要的作用，已成为各工业领域中不可缺少的基础材料[1]。但是，环氧树脂由于其结构特点和使用环境不同，容易受到多种因素影响，造成了环氧树脂不同原因的老化现象。
二、老化因素与机理
引起环氧树脂老化的因素主要分为内在和外在两种因素。内在因素主要由环氧树脂本身化学键决定，化学键的构成对其性能影响巨大。环氧树脂分子间的键能十分容易受到外界因素的影响，造成化学键的断裂而形成自由基。自由基正是自由基反应的起点，也就是环氧树脂老化的开端[2]。外在因素即环境因素，主要包括紫外线、大气组成（主要是氧和臭氧等）、温度湿度的变化等其他自然因素。这些因素与环氧树脂发生了化学作用才导致老化[3]。本文主要介绍三种外在因素引起的各种老化失效现象。
（一）热氧老化
热氧老化对材料的影响主要通过高温和氧气作用来实现，在热氧环境下，环氧主链会受到氧气的攻击而断裂，导致分子量降低。温度越高，树脂越容易被氧化，同时产生活泼的自由基（R·）。在这个过程中分为链引发、链增长和链终止[4]。一旦引发反应发生，自由基链式反应迅速进行。要值得注意的是，链增长是导致环氧树脂材料被分解的主要原因。当反应达到一定程度后，自由基之间反应生成稳定物导致反应终止。
环氧树脂的改性研究进展
环氧树脂的改性研究进展
曾莉;杨云峰;周华
【摘 要】环氧树脂（EP）是一类应用非常广泛的热固性树脂,在国名经济的发展中占有重要地位,本文综述了改性环氧树脂的最新研究状况,概述了环氧树脂的耐热改性、增韧改性以及阻燃性方面的研究进展,并对环氧树脂改性的新方法进行了展望。%Epoxy resin（EP） was a kind of thermosetting resin and was widely
applied,which occupied an important position in the development of
economy.The latest research situation of modified epoxy resin was
summarized,including the heat resistant modification,toughening
modification and flame retardant.The progress in research of modified by
epoxy resin on the new method was also discussed.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2011(039)022
【总页数】3页(P20-21,24)
【关键词】环氧树脂;改性;耐热性;增韧;阻燃性
【作 者】曾莉;杨云峰;周华
【作者单位】中北大学理学院,山西太原030051;中北大学理学院,山西太原030051;中北大学理学院,山西太原030051
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ637 环氧树脂(EP)是一类非常重要的热固性树脂，它是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂之一［1］。加入固化剂固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它与材料的表面具有优异的粘接性能，介电性能良好且固化收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于涂料、电子绝缘材料以及先进复合材料中增强材料的树脂基体等各领域，常用作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。但环氧树脂固化后交联密度高，存在内应力大、质脆，耐冲击性和耐湿热性较差等缺点，限制了它在某些高端技术领域的发展和应用。近年来航空航天材料，结构粘接材料、封装材料、涂料、复合材料等方面要求环氧树脂材料具有更好的综合性能，所以对环氧树脂的改性已成为一个研究热点［1－2］。
环氧树脂-百度百科
环氧树脂
百科名片
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
简介
英文术语:epoxy Resin
凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究，并以很快的速度投入了工业生产，至今已在全国各地蓬勃发展，除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外，也生产各种类型的新型环氧树脂，以满足国防建设及国家经济各部门的急需。
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。
环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。
类型
1、 活性氢化物与环氧氯丙烷反应；
2、 以过氧化氢或过酸（例过醋酸）将双键进行液相氧化；
3、 双键化合物的空气氧化；
4、 其它。
由于它的性能并不是十分完美的，同时应用环氧树脂的对象也不是千遍一律的，根据使用的对象不同，对环氧树脂的性能也有所要求，例如有的要求低温快干，有的要求绝缘性能优良。因而要有的放矢对环氧树脂加以改性。
常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展
常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展
袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿
【摘 要】详细介绍了常温自交联型水性环氧树脂纳米乳液的研究进展.首先介绍了环氧树脂水性化的途径及各自的特点,主要包括直接乳化法、相反转乳化法、自乳化法和固化剂乳化法等.介绍了常温自干型水性环氧树脂乳液的实现途径,主要包括羰基与酰肼基团室温自交联、硅氧烷室温自交联、不饱和脂肪酸双键室温自氧化交联、异氰酸酯基团室温自交联、基于Michael加成反应的室温交联、氮丙啶与羧基的室温交联、环状碳酸酯与胺基的室温交联、脂环族环氧基团与羧基的室温交联、金属离子与羧基、磺酸基等螯合作用室温交联、辐射固化型常温自交联、常温多重自交联和包埋固化剂型室温自交联等技术,并详细介绍了其机理.最后,指出了常温自交联型水性环氧树脂乳液目前存在的问题,并对其未来的发展方向进行了展望.
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2016(047)003
【总页数】5页(P3011-3015)
【关键词】单组份;常温自交联;水性环氧树脂;纳米粒子;乳液;稳定性
【作 者】袁腾;周闯;周健;黄家健;涂伟萍;杨卓鸿
【作者单位】华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南农业大学材料与能源学院,广州510642;华南理工大学化学与化工学院,广州510640;华南农业大学材料与能源学院,广州510642 【正文语种】中 文
【中图分类】TQ631
环氧树脂因其优良的机械物理性能、粘结性能和工艺性能等，已被广泛应用于各个领域，尤其是防腐涂料领域[1]。但目前使用的环氧树脂多为溶剂型，在生产施工过程中挥发大量溶剂，对人类健康造成严重威胁。近年来，随着人们环保意识的增强，环境友好型涂料越来越受到重视，其中水性涂料发展速度最快，也是最成熟的，所以具有环境友好特性的水性环氧树脂体系成为备受关注的研究方向之一[2]。常用的环氧树脂水性化方法有直接乳化法、相反转乳化法、自乳化法及固化剂乳化法，其中自乳化法所得的乳液粒径可以达到纳米级，储存稳定性好，施工性能佳[3]。现阶段，国内环氧树脂在水性化的过程中，仍需加入大量助溶剂，固含量基本在40%以下，并没有真正做到绿色环保。环氧树脂分子链上含有环氧基和羟基，可以和多种活性官能团发生反应，从而交联成膜。交联反应有自交联和外交联两种方式，自交联是指共聚物树脂有一种或多种活性基团，在加热或催化剂的作用下发生交联反应，固化成膜。外交联是指另外加入的活性基团与环氧树脂交联固化。根据固化剂和环氧树脂的反应历程，固化反应可分为加成固化反应，催化聚合反应，羟基交联反应和游离基固化反应。水性环氧树脂体系一般是外交联型的双组份体系，在施工前往往需要加入固化剂，从而体系存在固化温度、固化时间和储存稳定性的矛盾，而常温自交联体系能很好地解决这一矛盾[4]。由于常温交联体系在成膜之前其功能基团之间反应较慢，储存稳定，常被应用于单组份水性涂料；不仅如此，常温自交联技术使用工艺简单，比高温交联和辐射交联技术使用方便，使用过程无需加热或者辐照，不但节省了辅助设备的费用，而且也减少了能源消耗。所以常温自交联的水性环氧树脂具有良好的市场应用前景[5]。本文从环氧树脂的水性化途径以及常温自交联型水性环氧树脂乳液的实现途径等方面详细介绍了常温自交联型水性环氧树脂乳液的研究进展，并详细介绍了其机理。