本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域,具體涉及一種陶瓷環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂是一種在許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的合成樹脂，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、粘結(jié)性能、耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于電子、化工、機(jī)械、航空航天、涂料、粘接等領(lǐng)域。但環(huán)氧樹脂膠固化后韌性較差，抗沖擊能力不高，近年來，環(huán)氧樹脂的發(fā)展趨勢是尋找高強(qiáng)度、和高韌性的新穎樹脂體系。
陶瓷材料尤其是高性能陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、抗氧化等一系列優(yōu)異性能，故而在航空航天、新材料、電子、生物工程等方面具有很好的應(yīng)用前景。陶瓷材料成型過程不但容易產(chǎn)生缺陷，而且很難通過后續(xù)工藝得以彌補(bǔ)；因此對陶瓷成型工藝環(huán)節(jié)的控制對于整個陶瓷材料的制備至關(guān)重要。近年來涌現(xiàn)出來很多膠態(tài)成型的工藝技術(shù)，其缺點(diǎn)主要是價(jià)格昂貴、工藝復(fù)雜，而且需進(jìn)行燒結(jié)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是要提供一種陶瓷環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，具有成本低、操作簡單、高強(qiáng)度、韌性好、適合制備復(fù)雜形狀陶瓷零件，無需再進(jìn)行燒結(jié)，免去了復(fù)雜的加工步驟等優(yōu)點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種陶瓷環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，按重量份數(shù)計(jì)，其原料組成為：
納米陶瓷粉 100份
改性環(huán)氧膠黏劑 70～80份
高嶺土 20～30份
蒸餾水 100～120份
云母粉 5～10份
固化劑 30～40份；
所述的改性環(huán)氧膠黏劑為液態(tài)丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂組合物。
所述的液態(tài)丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂組合物的原料組成按重量份數(shù)計(jì)為：
環(huán)氧樹脂E-51 100份
液態(tài)丁腈橡膠 20～40份
硅烷偶聯(lián)劑 2～3份
聚丙二醇二縮水甘油醚 10～15份
乙醇 15～20份。
所述的液態(tài)丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂組合物的制備方法為：先將環(huán)氧樹脂E-51、液態(tài)丁腈橡膠和硅烷偶聯(lián)劑混合，在60℃下攪拌反應(yīng)30min；然后繼續(xù)加入聚丙二醇二縮水甘油醚和乙醇，攪拌混合均勻。
所述的固化劑的原料組成按重量份數(shù)計(jì)為：
丙烯酸鋅 100份
DMP-30 5～10份。
如上所述的一種陶瓷環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，具體包括以下步驟：
（1）陶瓷漿料的配制：在室溫下，將納米陶瓷粉、改性環(huán)氧膠黏劑、高嶺土、蒸餾水和云母粉按重量配比加入容器中混合均勻，制得陶瓷漿料；
（2）往步驟（1）制得的陶瓷漿料里加入固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；隨后在160～200℃固化2.5~4小時后脫模成型。
本發(fā)明的有益效果在于：可成型各種復(fù)雜形狀和大小的陶瓷部件，原料制備簡便，低毒環(huán)保，環(huán)境友好，因?yàn)椴捎玫哪z粘劑為熱固性的，固化后成不溶不熔，所得固態(tài)陶瓷具有很高的強(qiáng)度，韌性好，收縮小且不易開裂，無需再進(jìn)行燒結(jié)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實(shí)施例。
對比例1
取2g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加10g聚丙二醇二縮水甘油醚、15g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到未改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、5g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、70g未改性環(huán)氧膠黏劑、20g高嶺土、5g云母粉、100g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入30g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化3.5小時。
實(shí)施例1
取20g液態(tài)丁腈橡膠、2g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加10g聚丙二醇二縮水甘油醚、15g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、5g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、70g改性環(huán)氧膠黏劑、20g高嶺土、5g云母粉、100g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入30g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化3小時。
實(shí)施例2
取30g液態(tài)丁腈橡膠、2g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加15g聚丙二醇二縮水甘油醚、20g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、10g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、80g改性環(huán)氧膠黏劑、30g高嶺土、10g云母粉、120g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入40g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化4小時。
實(shí)施例3
取25g液態(tài)丁腈橡膠、2g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加12g聚丙二醇二縮水甘油醚、18g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、7g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、75g改性環(huán)氧膠黏劑、25g高嶺土、10g云母粉、110g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入35g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到200℃，在真空條件下固化2.5小時。
實(shí)施例4
取30g液態(tài)丁腈橡膠、3g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加15g聚丙二醇二縮水甘油醚、20g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、10g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、80g改性環(huán)氧膠黏劑、30g高嶺土、10g云母粉、120g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入40g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化4小時。
實(shí)施例5
取40g液態(tài)丁腈橡膠、3g硅烷偶聯(lián)劑KH570、100g環(huán)氧樹脂E-51于燒杯中，在60℃下攪拌反應(yīng)30min，然后往里面添加15g聚丙二醇二縮水甘油醚、20g乙醇，機(jī)械攪拌30min，得到改性環(huán)氧膠黏劑；取100g丙烯酸鋅、10g DMP-30攪拌均勻得固化劑；將100g納米陶瓷粉、70g改性環(huán)氧膠黏劑、28g高嶺土、6g云母粉、120g蒸餾水混合在一起，攪拌均勻，然后加入30g固化劑，攪拌30min，最后將混合液注入模具中，并于50℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化3小時。
本發(fā)明對比例1以及實(shí)施例1～5的工藝性能以及性能結(jié)果如下表所示。
實(shí)施例1~5工藝條件及性能結(jié)果
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。