本发明涉及高分子改性材料的制备方法领域，特别涉及一种改性环氧树脂材料的制备方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，单一性质的材料已不能满足人们的需要，改性是现代材料的发展趋势。通过两种或多种材料的功能复合、性能互补和优化，可以制备出性能优异的复合材料。有机和无机材料的复合化是目前研究较多的领域，它综合了无机物硬度高、尺寸稳定和有机物韧性好等各自优点，其性质不仅取决于单一组份的性质，更取决于两相的形貌和两相间的微观接触。对于一般的复合材料而言，分散在聚合物基中的无机组份尺寸通常在微米级以上，这就造成了两相间的微观接触较差。如果制备出的材料是一种无机物界面能与聚合物达到分子水平上的复合，其性能就会大幅度地提升。聚氯乙烯具有优异的耐化学药品性能，机械强度，电气绝缘性，流动阻力小等优势。聚氯乙烯可用挤出、注射、模塑、吹塑等方法成型，广泛应用于制造人造革、电缆、塑料袋、薄膜、日用品及各种管材等。
近年来已有研究在环氧树脂中加入纳米粒子改善韧性的研究已引起广泛的关注，纳米粒子具有尺寸小、表面积大、易产生量子和表面效应等特点，可在提高韧性的同时，使尺寸稳定性、加工流动性等得以提高。通过添加刚性粒子(如纳米caco3、蒙脱土、高岭土等)，可提高环氧树脂的冲击强度和韧性。
技术实现要素：
发明的目的在于提供一种改性环氧树脂材料的制备方法，解决了提高环氧树脂的冲击强度和韧性的问题。
本发明是这样实现的，一种改性环氧树脂材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将环氧树脂粉末加入有机溶剂中，加入分散剂超声反应2-4h，得到环氧树脂悬浊液；
步骤二：将碱液滴加至环氧树脂悬浊液，微波反应3-4h，静置后得到碱化环氧树脂悬浊液；
步骤三：将石墨烯材料和碳酸钙材料加入至去离子水中，超声反应4-5h，得到混合改性液；
步骤四：将混合改性液缓慢加入碱化环氧树脂悬浊液中，并滴加乙酸与引发剂，微波反应2-4h，得到混合改性环氧树脂溶液；
步骤五：将混合改性环氧树脂溶液减压蒸馏1-2h，然后加入稳定剂，微沸反应30-60min，进行二次蒸馏反应，出料，冷却；将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，通过采用模头热切方法得到环氧树脂改性材料。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤一中的环氧树脂粉末的浓度为35-60g/l，所述分散剂加入量为聚氯乙烯粉末质量的9-20％，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂为甲醇，
所述步骤一中的超声反应的频率为5-8khz，超声反应采用水浴超声，温度为50-60℃。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤二中的碱液采用0.4-0.8mol/l的氢氧化钠溶液，所氢氧化钠加入量是聚氯乙烯质量5-15％，碱液滴加速度为2-5ml/min，所述微波反应功率为200-300w，温度为70-80℃。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤三中的石墨烯材料的加入量是环氧树脂质量的14-18％，所述碳酸钙的加入量是聚氯乙烯质量的4-8％,所述去离子水的加入量是聚氯乙烯质量的25-35％，所述超声反应的频率为6-9khz。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤四中的缓慢滴加的滴加速度为10-15ml/min，所述乙酸的加入量是环氧树脂质量的5-8％，引发剂加入量是聚氯乙烯质量的5-6％，所述微波反应的功率为300-400w，
所述引发剂采用偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰引发剂。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤五中的减压蒸馏反应的压力为大气压的55-65％，温度为70-92℃，所述微沸反应的温度为95-122℃，所述二次蒸馏反应的压力为大气压的70-80％，温度为105-125℃，稳定剂加入量为环氧树脂质量的20-30％，所述稳定剂采用硫醇甲基锡与钙/锌复合稳定剂按照4∶1～10∶1的重量比组成。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤五中，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝100℃～130℃，t2＝150℃～160℃，t3＝160℃～180℃，t4＝180℃～200℃，t5＝190℃～210℃，t模＝180℃～200℃。
本发明的有益效果：本发明生产工艺简单、生产效率高，易于实现工业化规模生产；本发明添加了石墨烯材料和碳酸钙材料，有效的提高了力学强度，也提高了抗冲击性能，大幅度地提高硬质环氧树脂的断裂伸长率和冲击强度。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例一：
一种改性环氧树脂材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将环氧树脂粉末加入有机溶剂中，加入分散剂超声反应2h，得到环氧树脂悬浊液；
步骤二：将碱液滴加至环氧树脂悬浊液，微波反应3h，静置后得到碱化环氧树脂悬浊液；
步骤三：将石墨烯材料和碳酸钙材料加入至去离子水中，超声反应4h，得到混合改性液；
步骤四：将混合改性液缓慢加入碱化环氧树脂悬浊液中，并滴加乙酸与引发剂，微波反应2h，得到混合改性环氧树脂溶液；
步骤五：将混合改性环氧树脂溶液减压蒸馏1h，然后加入稳定剂，微沸反应30min，进行二次蒸馏反应，出料，冷却；将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，通过采用模头热切方法得到环氧树脂改性材料。
所述步骤一中的环氧树脂粉末的浓度为35-60g/l，所述分散剂加入量为聚氯乙烯粉末质量的9-20％，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂为甲醇，
所述步骤一中的超声反应的频率为5-8khz，超声反应采用水浴超声，温度为50-60℃。
所述步骤二中的碱液采用0.4-0.8mol/l的氢氧化钠溶液，所氢氧化钠加入量是聚氯乙烯质量5-15％，碱液滴加速度为2-5ml/min，所述微波反应功率为200-300w，温度为70-80℃。
所述步骤三中的石墨烯材料的加入量是环氧树脂质量的14-18％，所述碳酸钙的加入量是聚氯乙烯质量的4-8％,所述去离子水的加入量是聚氯乙烯质量的25-35％，所述超声反应的频率为6-9khz。
所述步骤四中的缓慢滴加的滴加速度为10-15ml/min，所述乙酸的加入量是环氧树脂质量的5-8％，引发剂加入量是聚氯乙烯质量的5-6％，所述微波反应的功率为300-400w，
所述引发剂采用偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰引发剂。
所述步骤五中的减压蒸馏反应的压力为大气压的55-65％，温度为70-92℃，所述微沸反应的温度为95-122℃，所述二次蒸馏反应的压力为大气压的70-80％，温度为105-125℃，稳定剂加入量为环氧树脂质量的20-30％，所述稳定剂采用硫醇甲基锡与钙/锌复合稳定剂按照4∶1～10∶1的重量比组成。
所述步骤五中，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝100℃～130℃，t2＝150℃～160℃，t3＝160℃～180℃，t4＝180℃～200℃，t5＝190℃～210℃，t模＝180℃～200℃。
实施例二：
一种改性环氧树脂材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将环氧树脂粉末加入有机溶剂中，加入分散剂超声反应3h，得到环氧树脂悬浊液；
步骤二：将碱液滴加至环氧树脂悬浊液，微波反应4h，静置后得到碱化环氧树脂悬浊液；
步骤三：将石墨烯材料和碳酸钙材料加入至去离子水中，超声反应5h，得到混合改性液；
步骤四：将混合改性液缓慢加入碱化环氧树脂悬浊液中，并滴加乙酸与引发剂，微波反应3h，得到混合改性环氧树脂溶液；
步骤五：将混合改性环氧树脂溶液减压蒸馏2h，然后加入稳定剂，微沸反应50min，进行二次蒸馏反应，出料，冷却；将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，通过采用模头热切方法得到环氧树脂改性材料。
所述步骤一中的环氧树脂粉末的浓度为35-60g/l，所述分散剂加入量为聚氯乙烯粉末质量的9-20％，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂为甲醇，
所述步骤一中的超声反应的频率为5-8khz，超声反应采用水浴超声，温度为50-60℃。
所述步骤二中的碱液采用0.4-0.8mol/l的氢氧化钠溶液，所氢氧化钠加入量是聚氯乙烯质量5-15％，碱液滴加速度为2-5ml/min，所述微波反应功率为200-300w，温度为70-80℃。
所述步骤三中的石墨烯材料的加入量是环氧树脂质量的14-18％，所述碳酸钙的加入量是聚氯乙烯质量的4-8％,所述去离子水的加入量是聚氯乙烯质量的25-35％，所述超声反应的频率为6-9khz。
所述步骤四中的缓慢滴加的滴加速度为10-15ml/min，所述乙酸的加入量是环氧树脂质量的5-8％，引发剂加入量是聚氯乙烯质量的5-6％，所述微波反应的功率为300-400w，
所述引发剂采用偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰引发剂。
所述步骤五中的减压蒸馏反应的压力为大气压的55-65％，温度为70-92℃，所述微沸反应的温度为95-122℃，所述二次蒸馏反应的压力为大气压的70-80％，温度为105-125℃，稳定剂加入量为环氧树脂质量的20-30％，所述稳定剂采用硫醇甲基锡与钙/锌复合稳定剂按照4∶1～10∶1的重量比组成。
所述步骤五中，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝100℃～130℃，t2＝150℃～160℃，t3＝160℃～180℃，t4＝180℃～200℃，t5＝190℃～210℃，t模＝180℃～200℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：
步骤一：将环氧树脂粉末加入有机溶剂中，加入分散剂超声反应2-4h，得到环氧树脂悬浊液；
步骤二：将碱液滴加至环氧树脂悬浊液，微波反应3-4h，静置后得到碱化环氧树脂悬浊液；
步骤三：将石墨烯材料和碳酸钙材料加入至去离子水中，超声反应4-5h，得到混合改性液；
步骤四：将混合改性液缓慢加入碱化环氧树脂悬浊液中，并滴加乙酸与引发剂，微波反应2-4h，得到混合改性环氧树脂溶液；
步骤五：将混合改性环氧树脂溶液减压蒸馏1-2h，然后加入稳定剂，微沸反应30-60min，进行二次蒸馏反应，出料，冷却；将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，通过采用模头热切方法得到环氧树脂改性材料。
2.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的环氧树脂粉末的浓度为35-60g/l，所述分散剂加入量为聚氯乙烯粉末质量的9-20％，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，所述有机溶剂为甲醇，
所述步骤一中的超声反应的频率为5-8khz，超声反应采用水浴超声，温度为50-60℃。
3.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的碱液采用0.4-0.8mol/l的氢氧化钠溶液，所氢氧化钠加入量是聚氯乙烯质量5-15％，碱液滴加速度为2-5ml/min，所述微波反应功率为200-300w，温度为70-80℃。
4.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的石墨烯材料的加入量是环氧树脂质量的14-18％，所述碳酸钙的加入量是聚氯乙烯质量的4-8％,所述去离子水的加入量是聚氯乙烯质量的25-35％，所述超声反应的频率为6-9khz。
5.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的缓慢滴加的滴加速度为10-15ml/min，所述乙酸的加入量是环氧树脂质量的5-8％，引发剂加入量是聚氯乙烯质量的5-6％，所述微波反应的功率为300-400w，
所述引发剂采用偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰引发剂。
6.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中的减压蒸馏反应的压力为大气压的55-65％，温度为70-92℃，所述微沸反应的温度为95-122℃，所述二次蒸馏反应的压力为大气压的70-80％，温度为105-125℃，稳定剂加入量为环氧树脂质量的20-30％，所述稳定剂采用硫醇甲基锡与钙/锌复合稳定剂按照4∶1～10∶1的重量比组成。
7.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，双螺杆挤出机各区的温度为：t1＝100℃～130℃，t2＝150℃～160℃，t3＝160℃～180℃，t4＝180℃～200℃，t5＝190℃～210℃，t模＝180℃～200℃。
技术总结
本发明公开了一种改性环氧树脂材料的制备方法，将环氧树脂粉末加入有机溶剂中，加入分散剂超声，加入碱液微波反应，静置后得到碱化环氧树脂悬浊液；将石墨烯材料和碳酸钙材料加入至去离子水中，超声得到混合改性液；将混合改性液缓慢加入碱化环氧树脂悬浊液中，并滴加乙酸与引发剂，微波反应，减压蒸馏，然后加入稳定剂，微沸反应，进行二次蒸馏反应，出料，冷却；送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，通过采用模头热切方法得到环氧树脂改性材料；本发明生产工艺简单、生产效率高，易于实现工业化规模生产；本发明添加了石墨烯材料和碳酸钙材料，有效的提高了力学强度，也提高了抗冲击性能，大幅度地提高硬质环氧树脂的断裂伸长率和冲击强度。
技术研发人员：唐秋明;唐力;唐司晋
受保护的技术使用者：石门成功高分子材料制造有限公司
技术研发日：.12.03
技术公布日：.02.25
