ANFs/OMMT制造技术

本发明专利技术提供一种

【技术实现步骤摘要】
ANFs/OMMT杂化气凝胶和环氧树脂基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及固体润滑材料领域，具体涉及
ANFs/OMMT
杂化气凝胶和环氧树脂基复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]环氧树脂具有优异的机械性能
、
耐化学性高
、
耐热性好
、
附着力强等特点，使其在建筑
、
航空航天
、
汽车等领域得到广泛应用
。
然而，环氧树脂仍然存在部件在滑动条件下耐久性差的固有缺点
。
[0003]通常，添加固体润滑剂填料是提高复合材料摩擦学性能的常用手段
。
然而，微
/
纳米填料在环氧树脂中的团聚问题极大地抑制了其在摩擦学领域的发展
。
尽管大量的研究者通过对填料进行表面改性，改善了填料对树脂基体间的相容性，但不可避免地造成填料的团聚，加大了复合材料的加工难度
。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术所要解决的技术问题在于如何改善填料在环氧树脂中的团聚问题，提高环氧树脂承载能力，增强环氧树脂的摩擦学性能，从而提供了一种
ANFs/OMMT
杂化气凝胶及其制备方法，还提供了一种环氧树脂基复合材料及其制备方法
。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种
ANFs/OMMT
杂化气凝胶，包括：由芳纶纳米纤维建构的三维网络结构，以及锚固于所述三维网络结构内的
OMMT
纳米片
。
[0007]第二方面，本专利技术提供所述的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)
将对位芳纶纤维
、
二甲亚砜
、
氢氧化钾和水混合，搅拌均匀，得到
ANFs
分散液，向所述
ANFs
分散液中滴加去离子水，继续搅拌，洗涤，得到
ANFs
胶体；
[0009](2)
将蒙脱土
、
水
、
十六烷基三甲基溴化铵
、
乙醇混合，搅拌均匀，得到混合液，对所述混合液进行离心处理，洗涤离心后的固体物质，冷冻干燥，得到
OMMT
粉末；
[0010](3)
将所述
ANFs
胶体与所述
OMMT
粉末进行混合，超声后形成
ANFs/OMMT
水凝胶；
[0011](4)
将所述
ANFs/OMMT
水凝胶进行冷冻干燥，制得
ANFs/OMMT
杂化气凝胶
。
[0012]进一步地，步骤
(1)
中，
[0013]对位芳纶纤维和氢氧化钾的质量比为1：
1.5
～3，二甲亚砜和水的体积比为
480
：1～
50
，以
g/mL
计，对位芳纶纤维和二甲亚砜的质量体积比为1：
100
～
1000
；优选的，对位芳纶纤维和氢氧化钾的质量比为1：
1.5
，二甲亚砜和水的体积比为
480
：
20
，以
g/mL
计，对位芳纶纤维和二甲亚砜的质量体积比为1：
480
；
[0014]ANFs
分散液和去离子水的体积比为1：2；
[0015]搅拌温度为
40℃
，搅拌转速为
600r/min
，搅拌时间为
4h
，继续搅拌时间为
2h。
[0016]进一步地，步骤
(2)
中，
[0017]蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1：
0.5
～3，水和乙醇的体积比为4～
8
：1，以
g/mL
计，蒙脱土和水的质量体积比为1：
100
～
200
，优选的，蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1：
0.9
，水和乙醇的体积比为4：1，以
g/mL
计，蒙脱土和水的质量体积比为1：
100
；
[0018]搅拌温度为
70
～
90℃
，搅拌转速为
600r/min。
先将蒙脱土分散于水中，搅拌
5h
，加入十六烷基三甲基溴化铵和乙醇后，搅拌
3h
；
[0019]用去离子水洗涤离心后的固体物质直至洗出液中无溴离子；
[0020]冷冻干燥时间为
24
～
48h。
[0021]进一步地，步骤
(3)
中，
[0022]ANFs
胶体与
OMMT
粉末的质量比为1：
0.3
～
1.2
；
[0023]超声功率为
200
～
400W
，超声时间为
2h
；
[0024]先进行定向冷冻再进行冷冻干燥，定向冷冻的冷冻介质为液氮，冷冻时间为
10
～
15min
，冷冻干燥时间为
24
～
48h。
[0025]第三方面，本专利技术提供一种环氧树脂基复合材料，包括气凝胶和灌注在所述气凝胶内的环氧树脂固化物，所述气凝胶为所述的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶，或者由所述的制备方法得到的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶
。
[0026]第四方面，本专利技术提供所述的环氧树脂基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)
将环氧树脂和固化剂混合进行预固化，得到预固化液；
[0028](2)
将所述
ANFs/OMMT
杂化气凝胶浸入所述预固化液中进行真空浸渍，将浸渍后的气凝胶进行固化，得到所述环氧树脂基复合材料
。
[0029]进一步地，步骤
(1)
中，
[0030]所述固化剂为三乙烯四胺，环氧树脂与三乙烯四胺的质量比为
3∶1
；
[0031]预固化时间5～
30min。
[0032]进一步地，步骤
(2)
中，
[0033]真空浸渍的真空度为
0.04
～
0.07MPa
，温度为
25
～
80℃
，时间为
10
～
20min
，优选的，真本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
ANFs/OMMT
杂化气凝胶，其特征在于，包括：由芳纶纳米纤维建构的三维网络结构，以及锚固于所述三维网络结构内的
OMMT
纳米片
。2.
权利要求1所述的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
将对位芳纶纤维
、
二甲亚砜
、
氢氧化钾和水混合，搅拌均匀，得到
ANFs
分散液，向所述
ANFs
分散液中滴加去离子水，继续搅拌，洗涤，得到
ANFs
胶体；
(2)
将蒙脱土
、
水
、
十六烷基三甲基溴化铵
、
乙醇混合，搅拌均匀，得到混合液，对所述混合液进行离心处理，洗涤离心后的固体物质，冷冻干燥，得到
OMMT
粉末；
(3)
将所述
ANFs
胶体与所述
OMMT
粉末进行混合，超声后形成
ANFs/OMMT
水凝胶；
(4)
将所述
ANFs/OMMT
水凝胶进行冷冻干燥，制得
ANFs/OMMT
杂化气凝胶
。3.
根据权利要求2所述的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，对位芳纶纤维和氢氧化钾的质量比为
1∶1.5
～3，二甲亚砜和水的体积比为
480∶1
～
50
，以
g/mL
计，对位芳纶纤维和二甲亚砜的质量体积比为
1∶100
～
1000
；优选的，对位芳纶纤维和氢氧化钾的质量比为
1∶1.5
，二甲亚砜和水的体积比为
480∶20
，以
g/mL
计，对位芳纶纤维和二甲亚砜的质量体积比为
1∶480
；
ANFs
分散液和去离子水的体积比为
1∶2
；搅拌温度为
40℃
，搅拌转速为
600r/min
，搅拌时间为
4h
，继续搅拌时间为
2h。4.
根据权利要求2所述的
ANFs/OMMT
杂化气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤
(2)
中，蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为
1∶0.5
～3，水和乙醇的体积比为4～
8∶1
，以
g/mL
计，蒙脱土和水的质量体积比为
1∶100
～
200
，优选的，蒙脱土和十六烷基三甲基溴化铵的质量比为
1∶0.9
，水和乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：门学虎，张媛丫，何钰，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：