一種用于運動器材的新型環氧樹脂積層復合材料的制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種環氧樹脂材料，特別是涉及一種環氧樹脂積層復合材料的制備方 法。
【背景技術】：
[0002] 隨著經濟的發展以及人們的生活水平不斷提高，越來越多的現代人走進各類運動 場所放松身心，而現代競技體育的發展要求人們在科學訓練的同時，還要重視對體育器材 的改進與研制。由于復合材料具有重量輕、強度高、可設計自由度大、易加工成型等特點，在 體育器材方面獲得了廣泛的應用。目前復合材料里有一大類是環氧樹脂積層復合材料，其 粘結強度、內聚強度較高，耐腐蝕性、介電性能較好，不過也存在一定的缺陷：抗沖擊能力、 強度不佳，脆性較大，易開裂，限制了其應用范圍。
[0003]
【發明內容】
：
[0004] 本發明要解決的技術問題是提供一種用于運動器材的新型環氧樹脂積層復合材 料的制備方法，制備出的復合材料具有較好的抗沖擊性能、斷裂伸長率、拉伸強度、彎曲強 度，能滿足運動器材在力學性能方面的要求。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：
[0006] 一種用于運動器材的環氧樹脂積層復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0007] (1)將體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸混合均勻后得到混酸，將碳納米管溶于該 混酸中并攪拌均勻，室溫下超聲分散40分鐘后水浴攪拌4小時，冷卻至室溫后用蒸餾水稀 釋，用濾膜過濾至濾液呈中性，得到酸化碳納米管，將酸化碳納米管與乙二胺混合攪拌均 勻，在100°C下加熱回流40小時后用無水乙醇洗滌產物，過濾、烘干、粉碎后得到改性碳納 米管；
[0008] (2)將環氧樹脂預熱后與固化劑混合攪拌均勾，加入石墨微片和步驟⑴得到的 改性碳納米管后一起移至磁力攪拌器中混合攪拌50分鐘，加入加速劑繼續攪拌20分鐘，得 到混合料；
[0009] (3)將步驟（2)得到的混合料倒入裝有脫模劑的模具里，將改模具置于烤箱內進 行加熱固化，得到用于運動器材的環氧樹脂積層復合材料。
[0010] 優選地，本發明所述步驟（1)中，碳納米管的管徑為6nm，長度為40ym。
[0011] 優選地，本發明所述步驟（1)中，濾膜的濾孔的孔徑為0.4ym。
[0012] 優選地，本發明所述步驟（1)中，酸化碳納米管、乙二胺的重量比為1:160。
[0013] 優選地，本發明所述步驟（2)中，環氧樹脂、改性碳納米管、固化劑、加速劑、石墨 微片的重量比為 100: (〇? 5-1) : (85-90) : (1-1. 5) : (1-3)。
[0014] 優選地，本發明所述步驟（2)中，環氧樹脂為E-51環氧樹脂或E-44環氧樹脂或 DEGBA環氧樹脂。
[0015] 優選地，本發明所述步驟（2)中，固化劑為甲基四氫苯酐或甲基六氫苯酐或DDM。
[0016] 優選地，本發明所述步驟（2)中，石墨微片的厚度為200nm。
[0017] 優選地，本發明所述步驟（2)中，加速劑為2 -乙基一 4 一甲基咪唑或DMP。
[0018] 優選地，本發明所述步驟（3)中，加熱固化時先在70°C下預熱1小時，再在140°C 下固化2小時。
[0019] 與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
[0020] 經過乙二胺改性后的碳納米管引入了氨基基團，與環氧樹脂基團的化學鍵的結合 力較強，因此改性碳納米管可均勻分散于環氧樹脂基體中并與其形成較強的界面結合，從 而提高了復合材料的抗沖擊性能、斷裂伸長率、拉伸強度、彎曲強度等力學性能；石墨微片 具有高強度、高剛性，其結構是有序的層狀結構，經過磁力攪拌加工后可均勻分散于環氧樹 脂基體中，在復合材料受到外界載荷時，石墨微片可承載載荷，從而提高復合材料的強度、 抗沖擊性能。
【具體實施方式】：
[0021] 下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明 用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0022] 實施例1
[0023] 一種用于運動器材的環氧樹脂積層復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0024] (1)將體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸混合均勻后得到混酸，將管徑為6nm、長度 為40ym的碳納米管溶于該混酸中并攪拌均勻，室溫下超聲分散40分鐘后水浴攪拌4小 時，冷卻至室溫后用蒸餾水稀釋，用濾孔的孔徑為0. 4ym的濾膜過濾至濾液呈中性，得到 酸化碳納米管，將重量比為1:160的酸化碳納米管與乙二胺混合攪拌均勻，在100°C下加熱 回流40小時后用無水乙醇洗滌產物，過濾、烘干、粉碎后得到改性碳納米管；
[0025] (2)將E-51環氧樹脂預熱后與甲基四氫苯酐混合攪拌均勾，加入厚度為200nm的 石墨微片和步驟（1)得到的改性碳納米管后一起移至磁力攪拌器中混合攪拌50分鐘，加入 2 -乙基一 4 一甲基咪唑繼續攪拌20分鐘，E-51環氧樹脂、改性碳納米管、甲基四氫苯酐、 2 -乙基一 4 一甲基咪唑、石墨微片的重量比為100:0. 5:86:1. 5:1. 5,得到混合料；
[0026] (3)將步驟（2)得到的混合料倒入裝有脫模劑的模具里，將改模具置于烤箱內進 行加熱固化，先在70°C下預熱1小時，再在140°C下固化2小時，得到用于運動器材的環氧 樹脂積層復合材料。
[0027] 實施例2
[0028] 一種用于運動器材的環氧樹脂積層復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029] (1)將體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸混合均勻后得到混酸，將管徑為6nm、長度 為40ym的碳納米管溶于該混酸中并攪拌均勻，室溫下超聲分散40分鐘后水浴攪拌4小 時，冷卻至室溫后用蒸餾水稀釋，用濾孔的孔徑為0. 4ym的濾膜過濾至濾液呈中性，得到 酸化碳納米管，將重量比為1:160的酸化碳納米管與乙二胺混合攪拌均勻，在100°C下加熱 回流40小時后用無水乙醇洗滌產物，過濾、烘干、粉碎后得到改性碳納米管；
[0030] ⑵將E-44環氧樹脂預熱后與甲基四氫苯酐混合攪拌均勾，加入厚度為200nm的 石墨微片和步驟（1)得到的改性碳納米管后一起移至磁力攪拌器中混合攪拌50分鐘，加入 DMP繼續攪拌20分鐘，E-44環氧樹脂、改性碳納米管、甲基四氫苯酐、DMP、石墨微片的重量 比為100:1:85:1. 4:2. 5,得到混合料；
[0031] (3)將步驟⑵得到的混合料倒入裝有脫模劑的模具里，將改模具置于烤箱內進 行加熱固化，先在70°C下預熱1小時，再在140°C下固化2小時，得到用于運動器材的環氧 樹脂積層復合材料。
[0032] 實施例3
[0033] 一種用于運動器材的環氧樹脂積層復合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0034] (1)將體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸混合均勻后得到混酸，將管徑為6nm、長度 為40ym的碳納米管溶于該混酸中并攪拌均勻，室溫下超聲分散40分鐘后水浴攪拌4小 時，冷卻至室溫后用蒸餾水稀釋，用濾孔的孔徑為0. 4ym的濾膜過濾至濾液呈中性，得到 酸化碳納米管，將重量比為1:160的酸化碳納米管與乙二胺混合攪拌均勻，在100°C下加熱 回流40小時后用無水乙醇洗滌產物，過濾、烘干、粉碎后得到改性碳納米管；
[0035] (2)將DEGBA環氧樹脂預熱后與DDM混合攪拌均勾，加入厚度為200nm的石墨 微片和步驟（1)得到的改性碳納米管后一起移至磁力攪拌器中混合攪拌50分鐘，加入 DMP繼續攪拌20分鐘，DEGBA環氧樹脂、改性碳納米管、DDM、DMP、石墨微片的重量比為 100:0. 6:89:1:3,得到混合料；
[0036] (3)將步驟（2)得到的混合料倒入裝有脫模劑的模具里，將改模具置于烤箱內進 行加熱固化，先在70°C下預熱1小時，再在140°C下固化2小時，得到用于運動器材的環氧 樹脂積層復合材料。
[0037] 實施例4
[0038] 一種用于運動器材的環氧樹脂