一種環氧樹脂多孔復合材料及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種環氧樹脂多孔復合材料及其制備方法與應用，該環氧樹脂多孔復合材料包含環氧樹脂、活性稀釋劑、改性胺固化劑、固化促進劑、填料、去離子水，通過將填料、固化促進劑和去離子水先混合均勻；然后將環氧樹脂、活性稀釋劑及改性胺固化劑分散混合均勻；最后將填料、水和固化促進劑的混合物加入到樹脂中，繼續分散均勻后澆注成型。該環氧樹脂多孔復合材料可應用于固液分離、吸附、陶瓷模具等領域，特別適用于陶瓷工業高壓注漿成型工藝的多孔模具材料。

【技術實現步驟摘要】
一種環氧樹脂多孔復合材料及其制備方法和應用
本專利技術涉及材料領域，特別涉及一種環氧樹脂多孔復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
多孔材料是具有網絡孔結構的一類材料，其網絡孔結構一般由封閉的或相互貫通的孔洞構成，同時由平板或支柱組成其孔洞的界面或邊緣部分。與傳統的無孔材料相比，多孔材料的密度低、質量小、比表面積大、阻尼性能優秀、比力學性能強，它獨有的結構和功能的雙重特性使其成為具有廣泛應用前景的新型功能結構材料。石膏模具是日用陶瓷和衛生潔具陶瓷工業生產中使用的傳統模具，由于其制作成本低廉和自身特性，目前仍然廣泛應用于各種成型工藝中。但是，隨著陶瓷工業逐步向機械化與自動化生產方向的發展，石膏模具強度低、使用壽命短、質量差的致命弱點也越來越突出了。同時，由于石膏模具的質量直接影響和決定了成型坯體的質量，并最終決定產品的質量，因此，石膏材料本身存在的局限性，已制約了陶瓷產品向優質、高效的方向發展。環氧樹脂多孔模具材料，具有重量輕、機械性能好、耐酸堿腐蝕等優異的性能，加工性能好，使用壽命長，適用于各種成型工藝，是一種最佳的陶瓷成型用模具材料，是未來陶瓷成型用模具材料的發展方向。中國專利技術專利(ZL2006101466108)提供了一種環氧樹脂基模具材料，它是通過加熱高溫固化成型的方法制備模具的，其制備工藝比較復雜，模具力學性能和應用性能未提及。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種制備工藝簡單、強度高、韌性好、孔隙均勻的環氧樹脂多孔復合材料，具有比重輕、機械性能好、加工性能優異、使用壽命長等特點，可有效克服石膏模具帶來的缺陷和不足，有利于提升陶瓷產品質量和檔次。本專利技術的另一目的在于提供所述環氧樹脂多孔復合材料的制備方法。本專利技術的再一目的在于提供所述環氧樹脂多孔復合材料的應用。本專利技術的目的通過下述技術方案實現：一種環氧樹脂多孔復合材料，包含以下按重量份計算的成份：環氧樹脂：12-20份活性稀釋劑：2-5份改性胺固化劑：10-14份固化促進劑：0-1份填料：30-50份去離子水：18-26份。所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂中的一種或至少兩種的混合物；優選雙酚A型環氧樹脂，如E-44或E-51。所述的活性稀釋劑為含有一個或兩個環氧基團的脂肪族環氧樹脂，優選丁基縮水甘油醚、C12-14脂肪烷基縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚中的一種或至少兩種的混合物。所述的改性胺固化劑是通過以下方法制備得到：(1)在室溫下將14-16重量份的1,4-環己二醇二縮水甘油醚加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70-75℃，用恒壓滴液漏斗在30-40min內滴加入12-15重量份的分子量為600的端單氨基聚醚，保持反應溫度在70-75℃繼續反應2.5-3h，降溫至30℃以下，得到反應液；(2)在室溫下，將10-14重量份的三乙烯四胺加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70-75℃，用恒壓滴液漏斗在30-40min內滴加入步驟(1)得到的反應液，保溫1.5-2h后加入16-20重量份的腰果酚縮水甘油醚，繼續保溫反應2-3h，降溫至30℃以下，加入3-5重量份的酚醛胺，得到改性胺固化劑。所述的固化促進劑為N,N-二甲基苯胺、2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚、三乙醇胺中的至少一種；優選2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚。所述的填料為無定型或球形的無機填料，尺寸為800-6000目之間，具體可為硅微粉、滑石粉、玻璃粉、石粉、碳酸鈣等的一種或至少兩種的混合物；優選球形結構的硅微粉、玻璃粉。所述環氧樹脂多孔復合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將填料、去離子水以及固化促進劑加入到廣口容器中，采用200-600轉/min的速度攪拌分散，攪拌3-5min使其分散均勻并防止沉降，得到混合物；(2)將環氧樹脂、活性稀釋劑以及改性胺固化劑加入到另一個廣口容器，采用500-800轉/min的速度攪拌分散3-5min，使其分散均勻，然后加入步驟(1)得到的混合物，并繼續攪拌分散4-6min，再采用模具澆注成型，得到環氧樹脂多孔復合材料。所述環氧樹脂多孔復合材料可應用于固液分離、吸附、陶瓷模具等領域，特別適用于陶瓷工業高壓注漿成型工藝的多孔模具材料。本專利技術與現有技術相比具有如下優點和效果：(1)本專利技術的環氧樹脂多孔復合材料的制備工藝簡單、強度高、韌性好、孔隙均勻。(2)本專利技術的環氧樹脂多孔復合材料的成型工藝簡單，室溫固化，適合于各種復雜器型的澆注成型。(3)采用本專利技術環氧樹脂多孔復合材料制備的模具具有光潔的表面，消除了傳統模具帶來的缺陷，有利于提升陶瓷產品質量和檔次；模具不需要干燥，也減少了能耗。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例1(1)在室溫下將16份(重量份，下同)的1,4-環己二醇二縮水甘油醚加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70℃，用恒壓滴液漏斗在30min內滴加入12份的分子量為600的端單氨基聚醚，保持反應溫度在70℃繼續反應3h，降溫至30℃以下，得到反應液；(2)在室溫下，將14份的三乙烯四胺加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70℃，用恒壓滴液漏斗在30min內滴加入步驟(1)得到的反應液，保溫2h后加入20份的腰果酚縮水甘油醚，繼續保溫反應3h，降溫至30℃以下，加入3份酚醛胺，得到改性胺固化劑H1。實施例2(1)在室溫下將14重量份的1,4-環己二醇二縮水甘油醚加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至75℃，用恒壓滴液漏斗在40min內滴加入15份的分子量為600的端單氨基聚醚，保持反應溫度在75℃繼續反應2.5h，降溫至30℃以下，得到反應液；(2)在室溫下，將10份的三乙烯四胺加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至75℃，用恒壓滴液漏斗在40min內滴加入步驟(1)得到的反應液，保溫1.5h后加入16份的腰果酚縮水甘油醚，繼續保溫反應2h，降溫至30℃以下，加入5份酚醛胺，得到改性胺固化劑H2。實施例3一種環氧樹脂多孔復合材料，包含以下按重量份計算的成份：環氧樹脂E-44：20份C12-14脂肪烷基縮水甘油醚：3份改性胺固化劑H1：14份2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚：0.5份800硅微粉：23份6000目碳酸鈣：20去離子水：19.5份。環氧樹脂多孔復合材料的制備方法：(1)將硅微粉、碳酸鈣、2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚以及去離子水加入到廣口塑料桶中，采用200轉/min的速度攪拌分散，攪拌5min使其分散均勻并防止沉降，得到混合物。(2)將環氧樹脂E-44、C12-14脂肪烷基縮水甘油醚以及改性胺固化劑H1加入到另一個塑料桶中，采用500轉/min的速度攪拌分散3min，使其分散均勻，然后將步驟(1)得到的填料、去離子水以及固化促進劑的混合物加入其中，并繼續攪拌分散6min，然后采用模具澆注成型，得到環氧樹脂多孔復合材料。實施例4一種環氧樹脂多孔復合材料，包含以下按重量份計算的成份：環氧樹脂E-51：12份1,4-丁二醇二縮水甘油醚：5份改性胺固化劑H2：10份N,N-二甲基苯胺：1份1000目玻璃粉：30份5000目硅微粉：20份去離子水：18份。環氧樹脂多本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于包含以下按重量份計算的成份：環氧樹脂：12?20份活性稀釋劑：2?5份改性胺固化劑：10?14份固化促進劑：0?1份填料：30?50份去離子水：18?26份。

【技術特征摘要】
1.一種環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于包含以下按重量份計算的成份：環氧樹脂：12-20份活性稀釋劑：2-5份改性胺固化劑：10-14份固化促進劑：0-1份填料：30-50份去離子水：18-26份。2.根據權利要求1所述的環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于：環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂中的一種或至少兩種的混合物。3.根據權利要求1所述的環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于：所述的活性稀釋劑為含有一個或兩個環氧基團的脂肪族環氧樹脂。4.根據權利要求3所述的環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于：所述的活性稀釋劑為丁基縮水甘油醚、C12-14脂肪烷基縮水甘油醚、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚中的一種或至少兩種的混合物。5.根據權利要求1所述的環氧樹脂多孔復合材料，其特征在于：所述的改性胺固化劑是通過以下方法制備得到：(1)在室溫下將14-16重量份的1,4-環己二醇二縮水甘油醚加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70-75℃，用恒壓滴液漏斗在30-40min內滴加入12-15重量份的分子量為600的端單氨基聚醚，保持反應溫度在70-75℃繼續反應2.5-3h，降溫至30℃以下，得到反應液；(2)在室溫下，將10-14重量份的三乙烯四胺加入帶有冷凝和攪拌裝置的反應容器中，升溫至70-75℃，用恒壓滴液漏斗在30-40mi...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁利巖，黃曉梅，吳昆，史珺，姚明峰，呂滿庚，
申請(專利權)人：中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地，中科院廣州化學有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44