一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法
【專利摘要】本發明是一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法，該方法包括如下步驟：（1）將空心玻璃微珠至于80℃烘烤4h，得到無水分的空心玻璃微珠；（2）將硅烷偶聯劑和乙醇按體積比為1:10配置溶液，將步驟（1）中得到的無水分的空心玻璃微珠與溶液混合，在70℃水浴中充分中低速攪拌1h，抽濾，烘干，得到表面處理后的空心玻璃微珠；（3）將步驟（2）處理后的空心玻璃微珠在70℃下預熱，再將它與預熱樹脂溶液放入攪拌機中充分混合，加入預熱模具中，模壓成型，脫模，得到改性后的環氧樹脂。本發明通過提高空心玻璃微珠與環氧樹脂的界面結合力，從而得到一種力學性能相對提高的環氧樹脂基復合材料。
【專利說明】
一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法
技術領域
[0001] 本發明涉及材料性能改性領域，具體是一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂 的力學性能的方法，尤其是一種提高空心玻璃微珠與環氧樹脂界面結合力的方法。
【背景技術】
[0002] 環氧樹脂的性能優異，用途廣泛，因此我們致力于尋求更好的方法提高其力學性 能。空心玻璃微珠作為一種微米級新型輕質材料，具有抗壓強度高、熔點高、電阻率高、熱導 系數和熱收縮系數小等特點，因此空心玻璃微珠具有明顯的減輕重量和隔音保溫效果，使 制品具有很好的抗龜裂性能和再加工性能，被廣泛地使用在玻璃鋼、人造大理石、人造瑪瑙 等復合材料以及石油工業、航空航天、新型高速列車、汽車輪船、隔熱涂料等領域。
[0003] 將空心玻璃微珠作為填充物，可以制備輕質、高強、隔熱的環氧樹脂基復合材料。 但是樹脂基體與玻璃微珠填料的熱膨脹系數、熔點、密度和表面積等差異性很大，相容性較 差，所以不能直接進行有效地混合;除此以外，未經過表面處理的空心玻璃微珠表面會含有 粉塵、水分等雜質，這些雜質會影響空心玻璃微珠與環氧樹脂中的界面結合力，進而影響環 氧樹脂基復合材料的微觀結構與宏觀的力學性能。
[0004] 為了制得性能優異的復合材料，需對填料進行表面活化處理，改變其表面形態、晶 態、表面能、極性、表面化學組成以及除去表面弱邊界層，使之與基體樹脂的表面性能相匹 配和適應，以提高兩者的相容性、浸潤性、反應性以及粘結性能等。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂 的力學性能的方法，該方法有效的制備出輕質、高強、隔熱的環氧樹脂基復合材料。
[0006] 為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的： 本發明是一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法，該方法包括如 下步驟： (1) 將空心玻璃微珠至于80 °C烘烤4h，得到無水分的空心玻璃微珠； (2) 將硅烷偶聯劑和乙醇按體積比為1:10配置溶液，將步驟(1)中得到的無水分的空心 玻璃微珠與溶液混合，在70 °C水浴中充分中低速攪拌lh，抽濾，烘干，得到表面處理后的空 心玻璃微珠； (3) 將步驟(2)處理后的空心玻璃微珠在70°C下預熱，再將它與預熱樹脂溶液放入攪拌 機中充分混合，加入預熱模具中，模壓成型，脫模，得到改性后的環氧樹脂。
[0007] 優選的:所述步驟(3)中加入的樹脂溶液是經過真空栗真空脫泡的樹脂溶液。
[0008] 優選的：步驟(3)中脫模用到的模具預熱到70°C。
[0009] 優選的：步驟(3)中樹脂溶液預熱的溫度為70°C。
[0010] 優選的：步驟(3)中加入的樹脂溶液中還加入了端羧基丁腈橡膠溶液和固化劑，且 樹脂溶液、端羧基丁腈橡膠溶液和固化劑的質量比為1:0.17:1。
[0011] 本發明的有益效果是：本發明加入的樹脂溶液已經經過真空栗對其真空脫泡處 理，從而減少得到產品中氣泡含量，模具需要預熱到70°C，能夠使反應體系加熱，減少成型 時間，樹脂溶液需要預熱到70°C，能夠使反應體系更快到達自加速階段，減少成型時間。
[0012] 本發明工藝簡單、合理，操作方便，成本低廉。
【具體實施方式】
[0013] 為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例對本發明做進一步詳細描述，該實 施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。
[0014] 如實施例所示，本發明是一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的 方法，該方法包括如下步驟： (1) 將空心玻璃微珠至于80 °C烘烤4h，得到無水分的空心玻璃微珠； (2) 將硅烷偶聯劑和乙醇按體積比為1:10配置溶液，將步驟(1)中得到的無水分的空心 玻璃微珠與溶液混合，在70 °C水浴中充分中低速攪拌lh，抽濾，烘干，得到表面處理后的空 心玻璃微珠； (3) 將步驟(2)處理后的空心玻璃微珠在70°C下預熱，再將它與預熱樹脂溶液放入攪拌 機中充分混合，加入預熱模具中，模壓成型，脫模，得到改性后的環氧樹脂。
[0015] 其中:所述步驟(3)中加入的樹脂溶液是經過真空栗真空脫泡的樹脂溶液。
[0016] 其中:所述步驟(3)中脫模用到的模具預熱到70°C。
[0017]其中：所述步驟(3)中樹脂溶液預熱的溫度為70°C。
[0018] 其中：所述步驟(3)中加入的樹脂溶液中還加入了端羧基丁腈橡膠溶液和固化劑， 且樹脂溶液、端羧基丁腈橡膠溶液和固化劑質量比1 :〇. 17:1。
[0019] 本發明的目的是通過提高空心玻璃微珠與環氧樹脂的界面結合力，從而得到一種 力學性能相對提高的環氧樹脂基復合材料。 實施例
[0020] 本發明是一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法。具體操作 步驟如下： (1) 將空心玻璃微珠放在80 °C下烘烤4小時，得到無水分的空心玻璃微珠； (2) 將硅烷偶聯劑和乙醇按體積比為1:10配置溶液。將（1)中得到的空心玻璃微珠與溶 液混合后，在70°C水浴中充分攪拌1小時，抽濾后烘干，得到表面處理后的空心玻璃微珠； (3) 將處理后的空心玻璃微珠在70°C下預熱，將環氧樹脂溶液，端羧基丁腈橡膠溶液和 固化劑按比例1:0.17:1混合，并對其進行真空栗真空脫泡，將環氧樹脂溶液與空心玻璃微 珠放入攪拌機中充分混合，攪拌機的速度不得超過300r/min，加入已經預熱到70°C的模具 中，模壓成型，脫模，得到改性后的環氧樹脂。
[0021 ]下表為空心玻璃微珠表面處理前后填充環氧樹脂力學性能的測試比較表格
【主權項】
1. 一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法，其特征在于：該方法 包括如下步驟： (1) 將空心玻璃微珠至于80 °C烘烤4h，得到無水分的空心玻璃微珠； (2) 將硅烷偶聯劑和乙醇按體積比為1:10配置溶液，將步驟（1)中得到的無水分的空心 玻璃微珠與溶液混合，在70 °C水浴中充分中低速攪拌Ih，抽濾，烘干，得到表面處理后的空 心玻璃微珠； (3) 將步驟(2)處理后的空心玻璃微珠在70°C下預熱，再將它與預熱樹脂溶液放入攪拌 機中充分混合，加入預熱模具中，模壓成型，脫模，得到改性后的環氧樹脂。2. 根據權利要求1所述一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法， 其特征在于:所述步驟(3)中加入的樹脂溶液是經過真空栗真空脫泡的樹脂溶液。3. 根據權利要求1所述一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法， 其特征在于:所述步驟(3)中脫模用到的模具預熱到70°C。4. 根據權利要求1所述一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法， 其特征在于:所述步驟(3)中樹脂溶液預熱的溫度為70°C。5. 根據權利要求1所述一種表面處理空心玻璃微珠改善環氧樹脂的力學性能的方法， 其特征在于:所述步驟(3)中加入的樹脂溶液中還加入了端羧基丁腈橡膠溶液和固化劑，且 樹脂溶液、端羧基丁腈橡膠溶液、固化劑的質量比1: 〇. 17:1。
【文檔編號】C08K7/26GK105885353SQ201610386999
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】張穎, 王袁杰, 張夢雪, 夏雨, 章俊宇
【申請人】南京工程學院