本發明涉及理化板材技術領域，尤其涉及一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材。
背景技術：
隨著現代化科學技術的迅速發展，近年來，各研究機構、高等院校以及工礦企業紛紛建造實驗室，以滿足科學實驗研究的需要。隨著各種實驗室越來越多，需要的實驗室成套設備也會逐漸增加。理化板材是實驗室必不可少的材料，但是現有的實驗臺面材料其耐磨性不是很理想，且耐熱性不是很好，在長期使用的過程中仍存在使用壽命短的缺陷，不能滿足實驗室臺面的要求。
技術實現要素：
基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，其耐磨性好，耐熱性和耐老化性能優異，使用壽命長。
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂50-80份、聚苯硫醚10-35份、含氟環氧乙烯基酯樹脂4-15份、尼龍2-15份、氮化硅5-15份、酚醛樹脂10-30份、納米氧化鋁3-15份、改性羧基化碳納米管5-15份、高密度聚乙烯纖維3-15份、淀粉納米晶5-20份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3-12份、碳化鋁2-15份、納米氧化鋅2-15份、鈦白粉3-15份、羥基硅油2-10份、含氟表面活性劑1-5份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將5-20份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入15-30份N,N二甲基乙酰胺，超聲10-25min后加入2-10份羧基化碳納米管，繼續超聲5-15min，然后回流反應10-20h，然后加入1-5份氯化鈰和2-5份質量分數為20％的硝酸溶液，在45-60℃攪拌反應1-3h，然后加入2-10份氨水，攪拌10-50min后靜置3-5h，過濾、烘干后在550-650℃下煅燒80-120min得到所述改性羧基化碳納米管。
優選地，所述改性環氧樹脂復合材料的原料中，雙酚A型環氧樹脂、聚苯硫醚、含氟環氧乙烯基酯樹脂、尼龍的重量比為58-70：19-30：6.5-12：8-13。
優選地，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂62-66份、聚苯硫醚23-28份、含氟環氧乙烯基酯樹脂5-8份、尼龍8.5-11份、氮化硅10-12份、酚醛樹脂18-22份、納米氧化鋁6.5-10份、改性羧基化碳納米管8-11份、高密度聚乙烯纖維8-11份、淀粉納米晶9-16份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷7-10份、碳化鋁5.9-7份、納米氧化鋅6.2-7份、鈦白粉7-9.5份、羥基硅油5.5-7份、含氟表面活性劑3.2-4份。
優選地，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂64份、聚苯硫醚26份、含氟環氧乙烯基酯樹脂5.6份、尼龍10份、氮化硅10.6份、酚醛樹脂20份、納米氧化鋁8.6份、改性羧基化碳納米管8.8份、高密度聚乙烯纖維10份、淀粉納米晶12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷8.3份、碳化鋁6.2份、納米氧化鋅6.6份、鈦白粉8.3份、羥基硅油6.2份、含氟表面活性劑3.7份。
優選地，所述雙酚A型環氧樹脂的環氧當量為800-830g/eq，軟化點為95-100℃，有機氯離子含量≤0.5％，無機氯離子含量≤250ppm。
優選地，所述納米氧化鋁為納米α-Al2O3和納米γ-Al2O3按重量比為2-6:3-7的混合物。
優選地，所述納米α-Al2O3的平均粒度為220-300nm，所述納米γ-Al2O3的平均粒度為30-60nm。
優選地，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將10-15份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入19-25份N,N二甲基乙酰胺，超聲14-20min后加入5.5-7份羧基化碳納米管，繼續超聲8-10min，然后回流反應13-17h，然后加入3.2-4份氯化鈰和3-4份質量分數為20％的硝酸溶液，在50-55℃攪拌反應1.6-2.4h，然后加入5-5.8份氨水，攪拌35-40min后靜置3.8-4h，過濾、烘干后在585-610℃下煅燒90-115min得到所述改性羧基化碳納米管。
優選地，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將12份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入20份N,N二甲基乙酰胺，超聲16min后加入6.2份羧基化碳納米管，繼續超聲9min，然后回流反應14.5h，然后加入3.7份氯化鈰和3.6份質量分數為20％的硝酸溶液，在53℃攪拌反應2.1h，然后加入5.6份氨水，攪拌38min后靜置3.9h，過濾、烘干后在600℃下煅燒110min得到所述改性羧基化碳納米管。
本發明所述含氟表面活性劑可以按照以下工藝進行制備：按重量份將8-20份十八烷基烯酮二聚體、6-15份N-乙基，N-羥乙基全氟辛基磺酰胺加入100份甲苯中，室溫下攪拌35-50min后升溫至65-75℃，攪拌反應2-3.5h，反應結束后經蒸餾、洗滌、干燥、研磨得到所述含氟表面活性劑。
本發明的理化膜采用改性環氧樹脂復合材料制備而成，在改性環氧樹脂復合材料的原料中，選擇了雙酚A型環氧樹脂為主料，賦予理化膜優異的力學性能和耐腐蝕性能，同時添加了聚苯硫醚、含氟環氧乙烯基酯樹脂和尼龍對其進行改性，其中，聚苯硫醚中的巰基可以與雙酚A型環氧樹脂發生擴鏈反應，在柔性的環氧樹脂分子鏈上引入了剛性的聚苯硫醚，在保持環氧樹脂柔韌性的同時，賦予理化板材一定的強度，與含氟環氧乙烯基酯樹脂、尼龍按照本發明中的比例配合后，四者性能實現了最優化的協同，顯著提高了理化板材的耐熱性和耐腐蝕性，且尺寸穩性好，粘合性能和加工性能優異，同時賦予理化板材一定的阻燃性；在改性羧基化碳納米管的制備過程中，首先，以蒙脫土和羧基化碳納米管為原料，通過控制反應的條件，使羧基化碳納米管負載在了蒙脫土的片層間得到了蒙脫土改性羧基化碳納米管，之后加入氯化鈰，通過控制反應的條件，使氧化鈰負載在了蒙脫土改性羧基化碳納米管中，將其加入體系中，同時具有蒙脫土、羧基化碳納米管和氧化鈰的性質，且在體系中分散均勻，與淀粉納米晶、納米氧化鋁、高密度聚乙烯纖維、碳化鋁、納米氧化鋅和鈦白粉配合后，實現了復合材料中微相結構的最優化，在體系中形成了硬質點，起到了抗磨損和機體變形產生的磨損的雙重作用，顯著改善了理化板的耐磨性，同時在基體中增強了體系的交聯網狀結構，使得應力大大分散，減少了體系中的微裂紋，改善了復合材料的強韌性，同時改善了理化板的彎曲強度、斷裂彎曲形變、耐熱性和耐老化性；羥基硅烷加入體系中，其中的羥基能與γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的烷氧基發生反應，同時γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的氨基能與環氧樹脂中的環氧基發生反應，從而改善了羥基硅油在體系中的分散性，與含氟表面活性劑具有協同作用，顯著提高了理化板材的耐腐蝕性和耐熱性。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
實施例1
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂80份、聚苯硫醚10份、含氟環氧乙烯基酯樹脂15份、尼龍2份、氮化硅15份、酚醛樹脂10份、納米氧化鋁15份、改性羧基化碳納米管5份、高密度聚乙烯纖維15份、淀粉納米晶5份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷12份、碳化鋁2份、納米氧化鋅15份、鈦白粉3份、羥基硅油10份、含氟表面活性劑1份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將20份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入15份N,N二甲基乙酰胺，超聲25min后加入2份羧基化碳納米管，繼續超聲15min，然后回流反應10h，然后加入5份氯化鈰和2份質量分數為20％的硝酸溶液，在60℃攪拌反應1h，然后加入10份氨水，攪拌10min后靜置5h，過濾、烘干后在550℃下煅燒120min得到所述改性羧基化碳納米管。
實施例2
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂50份、聚苯硫醚35份、含氟環氧乙烯基酯樹脂4份、尼龍15份、氮化硅5份、酚醛樹脂30份、納米氧化鋁3份、改性羧基化碳納米管15份、高密度聚乙烯纖維3份、淀粉納米晶20份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷3份、碳化鋁15份、納米氧化鋅2份、鈦白粉15份、羥基硅油2份、含氟表面活性劑5份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將5份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入30份N,N二甲基乙酰胺，超聲10min后加入10份羧基化碳納米管，繼續超聲5min，然后回流反應20h，然后加入1份氯化鈰和5份質量分數為20％的硝酸溶液，在45℃攪拌反應3h，然后加入2份氨水，攪拌50min后靜置3h，過濾、烘干后在650℃下煅燒80min得到所述改性羧基化碳納米管。
實施例3
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂66份、聚苯硫醚23份、含氟環氧乙烯基酯樹脂8份、尼龍8.5份、氮化硅12份、酚醛樹脂18份、納米氧化鋁10份、改性羧基化碳納米管8份、高密度聚乙烯纖維11份、淀粉納米晶9份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷10份、碳化鋁5.9份、納米氧化鋅7份、鈦白粉7份、羥基硅油7份、含氟表面活性劑3.2份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將15份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入19份N,N二甲基乙酰胺，超聲20min后加入5.5份羧基化碳納米管，繼續超聲10min，然后回流反應13h，然后加入4份氯化鈰和3份質量分數為20％的硝酸溶液，在55℃攪拌反應1.6h，然后加入5.8份氨水，攪拌35min后靜置4h，過濾、烘干后在585℃下煅燒115min得到所述改性羧基化碳納米管；
其中，所述雙酚A型環氧樹脂的環氧當量為830g/eq，軟化點為100℃，有機氯離子含量≤0.5％，無機氯離子含量≤250ppm；
所述納米氧化鋁為納米α-Al2O3和納米γ-Al2O3按重量比為2:7的混合物；
所述納米α-Al2O3的平均粒度為300nm，所述納米γ-Al2O3的平均粒度為30nm。
實施例4
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂62份、聚苯硫醚28份、含氟環氧乙烯基酯樹脂5份、尼龍11份、氮化硅10份、酚醛樹脂22份、納米氧化鋁6.5份、改性羧基化碳納米管11份、高密度聚乙烯纖維8份、淀粉納米晶16份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷7份、碳化鋁7份、納米氧化鋅6.2份、鈦白粉9.5份、羥基硅油5.5份、含氟表面活性劑4份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將10份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入25份N,N二甲基乙酰胺，超聲14min后加入7份羧基化碳納米管，繼續超聲8min，然后回流反應17h，然后加入3.2份氯化鈰和4份質量分數為20％的硝酸溶液，在50℃攪拌反應2.4h，然后加入5份氨水，攪拌40min后靜置3.8h，過濾、烘干后在610℃下煅燒90min得到所述改性羧基化碳納米管；
其中，所述雙酚A型環氧樹脂的環氧當量為830g/eq，軟化點為95℃，有機氯離子含量≤0.5％，無機氯離子含量≤250ppm；
所述納米氧化鋁為納米α-Al2O3和納米γ-Al2O3按重量比為6:3的混合物；
所述納米α-Al2O3的平均粒度為220nm，所述納米γ-Al2O3的平均粒度為60nm。
實施例5
本發明提出的一種實驗室臺面專用耐磨耐熱理化板材，包括理化板芯材和覆蓋在理化板芯材表面的理化膜，所述理化膜由改性環氧樹脂復合材料制備而成，所述改性環氧樹脂復合材料的原料按重量份包括：雙酚A型環氧樹脂64份、聚苯硫醚26份、含氟環氧乙烯基酯樹脂5.6份、尼龍10份、氮化硅10.6份、酚醛樹脂20份、納米氧化鋁8.6份、改性羧基化碳納米管8.8份、高密度聚乙烯纖維10份、淀粉納米晶12份、γ-氨丙基三甲氧基硅烷8.3份、碳化鋁6.2份、納米氧化鋅6.6份、鈦白粉8.3份、羥基硅油6.2份、含氟表面活性劑3.7份；
其中，所述改性羧基化碳納米管按照以下工藝進行制備：按重量份將12份蒙脫土加入反應裝置中，然后加入20份N,N二甲基乙酰胺，超聲16min后加入6.2份羧基化碳納米管，繼續超聲9min，然后回流反應14.5h，然后加入3.7份氯化鈰和3.6份質量分數為20％的硝酸溶液，在53℃攪拌反應2.1h，然后加入5.6份氨水，攪拌38min后靜置3.9h，過濾、烘干后在600℃下煅燒110min得到所述改性羧基化碳納米管；
其中，所述理化板芯材正、反兩面的表面均覆蓋有理化膜；
所述雙酚A型環氧樹脂的環氧當量為810g/eq，軟化點為98℃，有機氯離子含量≤0.5％，無機氯離子含量≤250ppm；
所述納米氧化鋁為納米α-Al2O3和納米γ-Al2O3按重量比為3:5的混合物；
所述納米α-Al2O3的平均粒度為280nm，所述納米γ-Al2O3的平均粒度為45nm。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。