一种固体胶衣及其制备方法和应用、表面覆膜复合材料的制备方法与流程

本发明涉及功能材料，尤其涉及一种固体胶衣及其制备方法和应用、表面覆膜复合材料的制备方法。

背景技术：

1、目前，复合材料已获得广泛应用，模压成型是制备复合材料的主要方法之一。而模压成型制备复合材料制品表面性能或质量往往不能满足实际需求，需要在制品表面增设涂层使得表面更加密实及美观，并获得各种性能提升。目前主要采用烤漆或涂漆工艺来制备涂层，涂敷时需先对制品表面进行清洗，然后进行喷漆及固化；同时需要额外增加设备及工序，耗时耗物；而且所用漆料通常含有机溶剂，容易造成溶剂挥发，污染环境。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固体胶衣及其制备方法和应用、表面覆膜复合材料的制备方法，采用本发明提供的固体胶衣制备表面覆膜复合材料，操作简单且环境友好。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种固体胶衣，按质量份数计，包括以下制备原料：

4、基础树脂粉末50～95份，氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料1～20份，硫酸钡1～20份，固化剂0.1～10份，消泡剂0.01～5份，润湿流平剂0.01～5份。

5、优选地，所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料为氧化石墨烯与纳米二氧化钛经硅烷偶联剂改性得到。

6、优选地，所述氧化石墨烯为单层氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的片径尺寸为0.5～5μm，所述氧化石墨烯的单层厚度为0.8～1.2nm；所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述纳米二氧化钛的粒径为15～30nm。

7、优选地，所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560和kh570中的一种或几种。

8、优选地，所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料采用方法(1)～(3)中任一种制备得到；

9、所述方法(1)包括以下步骤：将氧化石墨烯、纳米二氧化钛、硅烷偶联剂与有机溶剂混合，进行第一改性处理，得到所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料；

10、所述方法(2)包括以下步骤：将纳米二氧化钛、硅烷偶联剂与有机溶剂混合，进行第二改性处理，得到改性纳米二氧化钛；将氧化石墨烯、改性纳米二氧化钛、硅烷偶联剂与有机溶剂混合，进行第三改性处理，得到所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料；

11、所述方法(3)包括以下步骤：将纳米二氧化钛、硅烷偶联剂与有机溶剂混合，进行第四改性处理，得到改性纳米二氧化钛；将氧化石墨烯、硅烷偶联剂与有机溶剂混合，进行第五改性处理，得到改性氧化石墨烯；将所述改性纳米二氧化钛与改性氧化石墨烯混合，得到所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料。

12、优选地，所述基础树脂粉末包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂。

13、本发明提供了上述技术方案所述固体胶衣的制备方法，包括以下步骤：

14、将固体胶衣的制备原料混合，得到所述固体胶衣。

15、本发明提供了上述技术方案所述固体胶衣或上述技术方案所述制备方法制备得到的固体胶衣在制备表面覆膜复合材料中的应用。

16、本发明提供了一种表面覆膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

17、将固体胶衣涂覆在预热的模压模具的内表面，然后将复合材料基体置于所述模压模具的腔体内，进行模压固化，使所述复合材料基体表面包覆由所述固体胶衣形成的涂层，得到所述表面覆膜复合材料。

18、优选地，所述复合材料基体为纤维增强树脂材料；所述纤维增强树脂材料中的树脂材料包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂，所述纤维增强树脂材料中的增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、麻纤维、竹纤维或木纤维。

19、本发明提供了一种固体胶衣，按质量份数计，包括以下制备原料：基础树脂粉末50～95份，氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料1～20份，硫酸钡1～20份，固化剂0.1～10份，消泡剂0.01～5份，润湿流平剂0.01～5份。本发明提供的固体胶衣为高导热高流动性的复合树脂粉末，可以在复合材料制品成型阶段涂覆在模具的内表面，随复合材料基体一同加热固化，其中所述固体胶衣在复合材料基体表面形成均匀、平滑且致密的涂层，与复合材料基体完美融合，从而得到一体成型表面覆膜复合材料，操作简单，环境友好，且便于根据需要匹配复合材料制品的各种功能性需求。此外，本发明提供的固体胶衣中添加氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料，能够有效提高固体胶衣形成的涂层的耐磨以及耐候性能。具体的，氧化石墨烯表面具有丰富的含氧官能团，经硅烷偶联剂改性，可以在树脂基体中充分分散，充分发挥氧化石墨烯的高导热性能，可在短时间内提升温度，使固体胶衣充分熔融，浸润模具表面；而且氧化石墨烯优异的力学性能及纳米片状结构，可提高涂层的表面阻隔性能，有效提高涂层耐候性及耐溶剂性；纳米二氧化钛可填充入氧化石墨烯层结构的空隙中，达到完美分散效果，其与树脂基体之间会形成强大的界面结合力，因而可以提高涂层的强度、硬度以及耐磨性，并增强紫外线屏蔽性能，使涂层具有优异的耐候性。同时，本发明提供的固体胶衣中不使用有机溶剂，无溶剂挥发情况，安全环保。

技术特征：

1.一种固体胶衣，按质量份数计，包括以下制备原料：

2.根据权利要求1所述的固体胶衣，其特征在于，所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料为氧化石墨烯与纳米二氧化钛经硅烷偶联剂改性得到。

3.根据权利要求2所述的固体胶衣，其特征在于，所述氧化石墨烯为单层氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的片径尺寸为0.5～5μm，所述氧化石墨烯的单层厚度为0.8～1.2nm；所述纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，所述纳米二氧化钛的粒径为15～30nm。

4.根据权利要求2所述的固体胶衣，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括kh550、kh560和kh570中的一种或几种。

5.根据权利要求1～4任一项所述的固体胶衣，其特征在于，所述氧化石墨烯-纳米二氧化钛复合材料采用方法(1)～(3)中任一种制备得到；

6.根据权利要求1所述的固体胶衣，其特征在于，所述基础树脂粉末包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂。

7.权利要求1～6任一项所述固体胶衣的制备方法，包括以下步骤：

8.权利要求1～6任一项所述固体胶衣或权利要求7所述制备方法制备得到的固体胶衣在制备表面覆膜复合材料中的应用。

9.一种表面覆膜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述复合材料基体为纤维增强树脂材料；所述纤维增强树脂材料中的树脂材料包括环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或丙烯酸树脂，所述纤维增强树脂材料中的增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、麻纤维、竹纤维或木纤维。

技术总结
本发明提供了一种固体胶衣及其制备方法和应用、表面覆膜复合材料的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明提供的固体胶衣，按质量份数计，包括以下制备原料：基础树脂粉末50～95份，氧化石墨烯‑纳米二氧化钛复合材料1～20份，硫酸钡1～20份，固化剂0.1～10份，消泡剂0.01～5份，润湿流平剂0.01～5份。本发明提供的固体胶衣为高导热高流动性的复合树脂粉末，可以在复合材料制品成型阶段涂覆在模具的内表面，随复合材料基体一同加热固化，其中所述固体胶衣在复合材料基体表面形成均匀、平滑且致密的涂层，与复合材料基体完美融合，从而得到一体成型表面覆膜复合材料，操作简单，环境友好。

技术研发人员：张建森,马治国,邵波,井梁
受保护的技术使用者：优美特（北京）环境材料科技股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21