一种纳米纤维素环氧树脂复合材料及其制备方法.pdf

(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CN108467570A(43)申请公布日2018.08.31(21)申请号201810364417.4(22)申请日2018.04.20(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号申请人中国科学院大学(72)发明人吴敏魏孜博赵阳黄勇(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人赵晓丹(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)C08L97/02(2006.01)C08J3/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种纳米纤维素环氧树脂复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开一种纳米纤维素环氧树脂复合材料及其制备方法。本发明纳米纤维素环氧树脂复合材料的制备方法包括：将纤维素原材料与环氧树脂共混，纤维素原材料机械解纤，得到分散均匀的纳米纤维素环氧树脂浆料；将纳米纤维素环氧树脂浆料和环氧树脂固化剂混匀，除气泡，固化成型，得到纳米纤维素环氧树脂复合材料。本发明进一步公开了上述制备方法制备得到的纳米纤维素环氧树脂复合材料。本发明纳米纤维素环氧树脂复合材料的纤维素原料来源广泛、价格低廉，纳米纤维素的制备和在环氧树脂中的分散同时进行，简化了实验步骤，工艺简单。另外，本发明制备方法无需使用溶剂，绿色环保，省去了脱除溶剂步骤，避免了因溶剂残留对材料性能的影响。CN108467570ACN108467570A权利要求书1/1页1.一种纳米纤维素环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纤维素原材料与环氧树脂共混，纤维素原材料机械解纤，得到分散均匀的纳米纤维素环氧树脂浆料；将纳米纤维素环氧树脂浆料和环氧树脂固化剂混匀，除气泡，固化成型，得到纳米纤维素环氧树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素原材料为天然植物类I型纤维素，包括玉米芯、纸浆、木浆、棉纤、麻。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为室温条件下为液态的环氧树脂中的一种或几种的混合物，包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S环氧树脂、卤化环氧树脂、甘油环氧树脂、有机钛环氧树脂、脂环族环氧树脂。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂固化剂包括酸酐类固化剂和/或胺类固化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述酸酐类固化剂包括邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、顺丁烯二酸酐、甲基四氢苯酐、甲基四氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐中的一种或几种；所述胺类固化剂包括乙二胺、二亚乙基三胺、二乙基甲苯二胺、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、双氰胺中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素原料为环氧树脂和环氧树脂固化剂总质量的0.2wt％～2.0wt％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂和环氧树脂固化剂的质量比由环氧树脂的环氧值、环氧树脂的活泼氢的个数和环氧树脂固化剂分子量决定；具体的计算公式如下：100g环氧树脂需要胺类固化剂的量＝胺类固化剂分子量*环氧树脂的环氧值/活泼氢的个数；100g环氧树脂需要酸酐类固化剂的量＝K*酸酐类固化剂分子量*环氧树脂的环氧值，其中，K取值为0.5～1.1，优选为0.85。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述机械解纤在机械力化学反应装置内解纤；所述机械力化学反应装置包括行星式球磨机、共振式球磨机、磨盘式力化学反应器、共振盘磨机。9.一种如权利要求1-8任一所述的制备方法制备得到的纳米纤维素环氧树脂复合材料。2CN108467570A说明书1/4页一种纳米纤维素环氧树脂复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域。更具体地，涉及一种纳米纤维素环氧树脂复合材料及其制备方法背景技术[0002]环氧树脂是聚合物基复合材料应用最广泛的基体树脂。它的分子中含有两个或两个以上环氧基团，可以与多种含有活性官能团的物质发生交联反应而形成具有三维网络结构的高分子聚合物，具有强度高、绝缘、阻燃、耐腐蚀等优良性能，广泛应用在国防、电子、粘结剂等领域。然而环氧树脂材料由于交联密度高，存在的内应力大，质脆，当环氧树脂材料在受到外力作用时，容易发生脆性破坏，一定程度上限制了环氧树脂的应用。为此，需要对环氧树脂进行增强增韧改性。[0003]纳米纤维素是直径在纳米尺度，有着高长径比(＞100)的纤维，有着密度低、力学性能好以及长径比大等特点，有利于对环氧树脂进行增强增韧，使复合材料轻量化。[0004]但是，在目前纳米纤维素环氧树脂复合材料的制备工艺中，常常是先制备好纳米纤维素，之后再将制备好的纳米纤维素分散到溶剂中，得到纳米纤维素的悬浊