一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法与流程

本发明涉及复合材料
技术领域：
，尤其是涉及一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法。
背景技术：
：环氧树脂胶黏剂的应用很广泛，对于各种金属材料如铝、钢、铁、铜；非金属材料如玻璃、木材、混凝土等；以及热固性塑料如酚醛、氨基、不饱和聚酯等都有优良的粘接性能。本发明制备的“苍耳型”新型碳材料，对环氧树脂有很好的相溶性，大量的羟基能够牢牢的和环氧树脂结合，使得到的“苍耳型”碳材料环氧树脂在拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等方面均得到了很大程度的提升。技术实现要素：为进一步增强环氧树脂的力学性能，本发明提供一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，具体制作步骤为：（1）将0.1-0.2g石墨烯粉末（graphene）在100-150ml双氧水、1.5-2.0g四水氯化亚铁、150-200g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化石墨烯(g-oh)溶液，即为“苍耳型”碳材料的“触角”部分；（2）将0.1-0.2g多壁碳纳米管（cnt）在200-250ml双氧水、3.0-4.0g四水氯化亚铁、250-400g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液，即为“苍耳型”碳材料的“主体结构”部分；（3）将到羟基化石墨烯(g-oh)溶液和羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液等浓度混合，并超声2-4h，得到“苍耳型”碳材料溶液，并通过冷冻干燥的方法得到“苍耳型”碳材料粉末；（4）将环氧树脂、环氧树脂稀释剂、环氧树脂消泡剂混合并搅拌均匀，得到低粘度的环氧树脂溶液；（5）将“苍耳型”碳材料粉末分散在环氧树脂溶液中，并搅拌充分再超声2h；（6）将环氧树脂固化剂和步骤（5）中溶液混合并固化，即得到“苍耳型”碳材料环氧树脂材料；（7）将固化好的“苍耳型”碳材料环氧树脂材料进行拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试。优选的，“苍耳型”碳材料的添加量为1-2份、2-4份、4-5份。优选的，环氧树脂可用环氧树脂e-44、环氧树脂e-51、环氧树脂e-53的一种或者几种。优选的，环氧树脂稀释剂为二甲苯、乙酸丁酯、烷基缩水甘油醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯甲醇和苯乙烯的一种或者几种；优选的，环氧树脂固化剂包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺、酸酐的一种或者几种。本发明的“苍耳型”碳材料的“主体结构”为羟基化多壁碳纳米管（cnt-oh），“苍耳型”碳材料的“触角”为羟基化石墨烯(g-oh)；将“苍耳型”碳材料以搅拌、超声等方法和环氧树脂混合。本发明的增益效果为：通过添加1-5份的“苍耳型”碳材料，环氧树脂的拉升强度提高了1.2-2.9倍，弯曲强度提升了1.1-.18倍，冲击强度提升了1.2-2.6倍。说明书附图为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：图1为“苍耳型”碳材料结构示意图。具体实施方式实施例1一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法，具体制作步骤为：（1）将0.1g石墨烯粉末（graphene）在100ml双氧水、1.5g四水氯化亚铁、150g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化石墨烯(g-oh)溶液，即为“苍耳型”碳材料的“触角”部分；（2）将0.1g多壁碳纳米管（cnt）在200ml双氧水、3.0g四水氯化亚铁、250g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液，即为“苍耳型”碳材料的“主体结构”部分；（3）将到羟基化石墨烯(g-oh)溶液和羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液等浓度混合，并超声2-4h，得到“苍耳型”碳材料溶液，并通过冷冻干燥的方法得到“苍耳型”碳材料粉末；（4）将1份“苍耳碳材料、60份环氧树脂e-51、5份环氧树脂稀释剂和3份环氧树脂消泡剂混合并搅拌均匀，并搅拌充分再超声2h；（5）将30份环氧树脂固化剂和步骤（4）中溶液混合并固化，即得到“苍耳型”碳材料环氧树脂材料；（6）将固化好的“苍耳型”碳材料环氧树脂材料进行拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试。实施例2一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法，具体制作步骤为：（1）将0.1g石墨烯粉末（graphene）在100ml双氧水、1.5g四水氯化亚铁、150g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化石墨烯(g-oh)溶液，即为“苍耳型”碳材料的“触角”部分；（2）将0.1g多壁碳纳米管（cnt）在200ml双氧水、3.0g四水氯化亚铁、250g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液，即为“苍耳型”碳材料的“主体结构”部分；（3）将到羟基化石墨烯(g-oh)溶液和羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液等浓度混合，并超声2-4h，得到“苍耳型”碳材料溶液，并通过冷冻干燥的方法得到“苍耳型”碳材料粉末；（4）将3份“苍耳碳材料、60份环氧树脂e-51、5份环氧树脂稀释剂和3份环氧树脂消泡剂混合并搅拌均匀，并搅拌充分再超声2h；（5）将30份环氧树脂固化剂和步骤（4）中溶液混合并固化，即得到“苍耳型”碳材料环氧树脂材料；（6）将固化好的“苍耳型”碳材料环氧树脂材料进行拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试。实施例3一种“苍耳型”碳材料增强环氧树脂力学性能的制备方法，具体制作步骤为：（1）将0.1g石墨烯粉末（graphene）在100ml双氧水、1.5g四水氯化亚铁、150g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化石墨烯(g-oh)溶液，即为“苍耳型”碳材料的“触角”部分；（2）将0.1g多壁碳纳米管（cnt）在200ml双氧水、3.0g四水氯化亚铁、250g的ph为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理，再洗涤后得到羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液，即为“苍耳型”碳材料的“主体结构”部分；（3）将到羟基化石墨烯(g-oh)溶液和羟基化多臂碳纳米管（cnt-oh）溶液等浓度混合，并超声2-4h，得到“苍耳型”碳材料溶液，并通过冷冻干燥的方法得到“苍耳型”碳材料粉末；（4）将5份“苍耳碳材料、60份环氧树脂e-51、5份环氧树脂稀释剂和3份环氧树脂消泡剂混合并搅拌均匀，并搅拌充分再超声2h；（5）将30份环氧树脂固化剂和步骤（4）中溶液混合并固化，即得到“苍耳型”碳材料环氧树脂材料；（6）将固化好的“苍耳型”碳材料环氧树脂材料进行拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等测试。将各实施例制备的样品进行力学性能测试，得到结果若如下表所示项目纯环氧树脂实施例1实施例2实施例3拉伸强度(mpa)70.284.3136.8203.1弯曲强度(mpa)135.6148.6177.4243.7冲击强度（kj/m2）25.930.445.365.8当前第1页1 2 3