一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法技術

本發(fā)明專利技術提供一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法，其包括：將鈦酸鉀晶須固體溶解在N，N?二甲基酰胺中，再用超聲波清洗機對其進行超聲分散3?10分鐘，得到活性鈦酸鉀晶須分散液；將鈦酸鉀晶須分散液加入環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，加熱；將納迪克酸酐和乙酰丙酮鋅溶于丙酮中，攪拌均勻后將其加入混合溶液中，攪拌后干燥，然后導入模具中進行分段升溫，最后自然冷卻成型即得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。本發(fā)明專利技術制備的熱固性環(huán)氧樹脂具有較高的比模量及良好形狀記憶穩(wěn)定性與恢復力，在結構件、功能件中具有廣泛的應用價值。

Preparation of a Thermosetting Epoxy Resin with Shape Memory Property

The invention provides a preparation method of thermosetting epoxy resin with shape memory property, which includes: dissolving potassium titanate whisker solid in N, N dimethylamide, then dispersing it by ultrasonic cleaning machine for 3 10 minutes to obtain active potassium titanate whisker dispersion solution; adding potassium titanate whisker dispersion solution into epoxy resin, stirring evenly, heating nano; Dick anhydride and zinc acetylacetonate are dissolved in acetone. After stirring, they are added to the mixed solution. After stirring, they are dried. Then they are introduced into the die to heat up in stages. Finally, the thermosetting epoxy resin with shape memory property is obtained by natural cooling. The thermosetting epoxy resin prepared by the invention has high specific modulus, good shape memory stability and resilience, and has wide application value in structural parts and functional parts.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法
本專利技術屬于高分子材料改性
，具體涉及一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂及其制備方法。
技術介紹
形狀記憶材料是指具有形狀記憶效應的工程材料，其具有一定形狀的固體在一定條件下經(jīng)一定塑性變形后，當加熱至一定溫度時又可完全恢復至原形狀的新型材料。形狀記憶材料是一種智能型多功能材料，集敏感和驅動功能于一體，輸入熱量就可對外做功，在各工程技術、醫(yī)學領域有著廣闊的應用前景。熱固性形狀記憶環(huán)氧樹脂是近年來新發(fā)展起來的形狀記憶材料，在航空航天領域、功能件領域具有廣泛的應用前途，但是其自身的熱穩(wěn)定性差、脆性大和模量低等缺點嚴重限制了其應用。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種具有優(yōu)異形狀記憶性能的環(huán)氧樹脂的制備方法。一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法，其包括以下步驟：(1)將鈦酸鉀晶須固體溶解在N，N-二甲基酰胺中，再用超聲波清洗機對其進行超聲分散3-10分鐘，得到活性鈦酸鉀晶須分散液；(2)將活性鈦酸鉀晶須分散液加入環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，加熱；(3)將納迪克酸酐和乙酰丙酮鋅溶于丙酮中，攪拌均勻后將其加入步驟(2)中的混合溶液中，攪拌后干燥，然后導入模具中進行分段升溫，最后自然冷卻成型即得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。進一步方案，所述鈦酸鉀晶須為K2Ti6O13晶體，其長徑比為30-60、長度10-100μm。所述鈦酸鉀晶須固體和N，N-二甲基酰胺的質量體積比為1g：(10-50)mL。所述環(huán)氧樹脂和活性甲酸鉀晶須分散液的質量體積比為3g：(1-3)mL。所述步驟(2)中的加熱是指在150-180℃的鼓風干燥箱中加熱3-8小時。所述納迪克酸酐、乙酰丙酮鋅和丙酮的質量體積比為1g：(0.1-0.5)g：(6-15)mL。所述步驟(3)中的攪拌是在80℃-100℃條件下磁力攪拌1-3小時；所述干燥是指置于真空干燥箱中抽真空5-20分鐘；所述分段升溫是120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h。本專利技術采用鈦酸鉀晶須增強環(huán)氧樹脂制備而成的新型形狀記憶復合材料，具有較高的比模量及良好的熱循環(huán)機械力學性能，其形狀記憶穩(wěn)定性和恢復力較高。大大擴展了環(huán)氧樹脂的應用領域。具體實施方式實施例1：將5g長徑比為45、長度為60μm的鈦酸鉀晶須固體溶解分散在200mL的N，N-二甲基酰胺中，再在超聲波清洗機中超聲分散7分鐘，得到活性甲酸鉀晶須分散液；將活性甲酸鉀晶須分散液2mL加入3g環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，放置于160℃的鼓風干燥箱中加熱6小時；將0.333納迪克酸酐和0.1g乙酰丙酮鋅溶于4mL丙酮中，攪拌均勻后加入上述混合溶液中，在90℃條件下，磁力攪拌2小時后，置于真空干燥箱中抽真空12分鐘，導入模具中分段升溫(120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h)；最后自然冷卻成型得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。實施例2：將10g長徑比為50的長度為80μm的鈦酸鉀晶須固體溶解分散在400mLN，N-二甲基酰胺中，再在超聲波清洗機中超聲分散5分鐘，得到活性甲酸鉀晶須分散液；將活性甲酸鉀晶須分散液2.5mL加入3g環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，放置于170℃的鼓風干燥箱中加熱4小時；將0.5納迪克酸酐和0.2g乙酰丙酮鋅溶于5mL丙酮中，攪拌均勻后加入上述混合溶液中，在85℃條件下，磁力攪拌1.5小時后，置于真空干燥箱中抽真空17分鐘，導入模具中，分段升溫(120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h)后自然冷卻成型得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。實施例3：將3g長徑比為30的長度為10μm的鈦酸鉀晶須固體溶解分散在30mLN，N-二甲基酰胺中，再在超聲波清洗機中超聲分散3分鐘，得到活性甲酸鉀晶須分散液；將活性甲酸鉀晶須分散液1mL加入3g環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，放置于150℃的鼓風干燥箱中加熱3小時；將1g納迪克酸酐和0.1g乙酰丙酮鋅溶于6mL丙酮中，攪拌均勻后加入上述混合溶液中，在80℃條件下，磁力攪拌1小時后，置于真空干燥箱中抽真空5分鐘，導入模具中，分段升溫(120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h)后自然冷卻成型得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。實施例4：將3g長徑比為60的長度為100μm的鈦酸鉀晶須固體溶解分散在150mLN，N-二甲基酰胺中，再在超聲波清洗機中超聲分散10分鐘，得到活性甲酸鉀晶須分散液；將活性甲酸鉀晶須分散液3mL加入3g環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，放置于180℃的鼓風干燥箱中加熱8小時；將1g納迪克酸酐和0.5g乙酰丙酮鋅溶于15mL丙酮中，攪拌均勻后加入上述混合溶液中，在100℃條件下，磁力攪拌3小時后，置于真空干燥箱中抽真空20分鐘，導入模具中，分段升溫(120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h)后自然冷卻成型得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。實施例5：將3g長徑比為40的長度為30μm的鈦酸鉀晶須固體溶解分散在50mLN，N-二甲基酰胺中，再在超聲波清洗機中超聲分散7分鐘，得到活性甲酸鉀晶須分散液；將活性甲酸鉀晶須分散液1.6mL加入3g環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，放置于160℃的鼓風干燥箱中加熱5小時；將1g納迪克酸酐和0.4g乙酰丙酮鋅溶于12mL丙酮中，攪拌均勻后加入上述混合溶液中，在90℃條件下，磁力攪拌2.5小時后，置于真空干燥箱中抽真空15分鐘，導入模具中，分段升溫(120℃/1h→150℃/3h→180℃/2h)后自然冷卻成型得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。將上述實施例1-5制備的一熱固定性環(huán)氧樹脂材料采用Instron5566萬能材料試驗機測形狀記憶樹脂體系的拉伸性能，如下表所示。其中撞伸性能的測試方法如下：使用氣動夾具，引伸計標距長度25mm，拉伸速率5mm/min，試樣尺寸50mm*10mm*20mm測試其拉伸強度；形狀固定率采用彎曲加載方式測定，在樣品上用油性記號筆做兩個對稱標距點，將制備的材料在高于各體系玻璃化轉變溫度25℃，圍繞一心軸折疊彎曲成U型，從恒溫恒濕箱里取出，冷卻至室溫，測量標距點的變化率。拉伸強度(MPa)形狀恢復率％實施例120.492.2實施例222.990.5實施例321.392.7實施例420.690.4實施例525.393.5對比例(純環(huán)氧樹脂)7.478從上表的測試結果說明，本專利技術制備的熱固性環(huán)氧樹脂材料與純環(huán)氧樹脂相比，其具有優(yōu)良的力學性能和記憶性能。上述的對實施例的描述是為便于該
的普通技術人員能理解和應用本專利技術。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本專利技術不限于這里的實施例，本領域技術人員根據(jù)本專利技術的揭示，不脫離本專利技術范疇所做出的改進和修改都應該在本專利技術的保護范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
1.一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將鈦酸鉀晶須固體溶解在N，N?二甲基酰胺中，再用超聲波清洗機對其進行超聲分散3?10分鐘，得到活性鈦酸鉀晶須分散液；（2）將活性鈦酸鉀晶須分散液加入環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，加熱；（3）將納迪克酸酐和乙酰丙酮鋅溶于丙酮中，攪拌均勻后將其加入步驟（2）中的混合溶液中，攪拌后干燥，然后導入模具中進行分段升溫，最后自然冷卻成型即得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。

【技術特征摘要】
1.一種具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將鈦酸鉀晶須固體溶解在N，N-二甲基酰胺中，再用超聲波清洗機對其進行超聲分散3-10分鐘，得到活性鈦酸鉀晶須分散液；（2）將活性鈦酸鉀晶須分散液加入環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻后，加熱；（3）將納迪克酸酐和乙酰丙酮鋅溶于丙酮中，攪拌均勻后將其加入步驟（2）中的混合溶液中，攪拌后干燥，然后導入模具中進行分段升溫，最后自然冷卻成型即得具有形狀記憶性能的熱固性環(huán)氧樹脂。2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鈦酸鉀晶須為K2Ti6O13晶體，其長徑比為30-60、長度10-100μm。3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述鈦酸鉀晶須固體和N，N-二...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊桂生，計娉婷，朱敏，
申請(專利權)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽,34