技术领域
本发明涉及一种环氧树脂垫片，属于高分子材料领域。
背景技术
随着国民经济的不断发展，环氧树脂的优异综合性能得到广泛的应用。其中浇注型环氧树脂垫片在机械设备安装定位中的应用越来越广泛。相比较于传统的金属垫片，浇注型环氧树脂垫片具有以下优点：（1）可实现现场浇注，室温固化，工艺简单，一次成型，缩短是个周期，降低劳动强度；（2）表面张力小，能填满几乎所有凹坑；（3）浇注过程中物料不沉淀，固化后不分层，外观均一；（4）固化后的材料性能稳定，耐油，耐腐蚀，隔音，减震，且对金属无腐蚀，还具有自熄性能；（5）浇注时无毒，无污染；（6）线收缩率极小，重量轻，使用寿命长（＞20年）。近年来，随着机械设备安装定位技术的快速发展，对浇注型环氧树脂垫片的力学性能要求越来越高，特别是压缩弹性模数，抗压强度、抗拉强度以及冲击强度方面的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环氧树脂垫片，该环氧树脂垫片具有较高的压缩弹性模数，抗压强度、抗拉强度以及冲击强度。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种环氧树脂垫片，由以下重量份的原料制成：环氧树脂E-5140-60份、增韧剂10-15份、固化剂30-50份、稀释剂15-20份、白玉石超细粉4-8份、海泡石绒3-7份、腈纶浆粕5-10份。
所述增韧剂的制备方法步骤如下：
（1）按照质量比2-4:1-2称取纳米金刚石和纳米硼化硅，混合均匀，然后按照固液质量比1:20-25将混合物加入到二甲苯中，在双频超声波交替频率为20-40KHz/60-80KHz、双频超声波交替工作时间为2-4s、超声波功率为150-250W的条件下双频超声波交替处理20-30min后再加入相当于纳米金刚石和纳米硼化硅总质量2-4%的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，油浴加热至110-120℃，搅拌回流反应8-10h，产物抽滤后用无水乙醇洗涤2-3次，真空干燥后加水搅拌制成质量分数为50-60%的悬浮液，然后加入相当于悬浮液质量4-8%的丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、3-6%的月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和2-5%的椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐，在双频超声波交替频率为30-50KHz/80-100KHz、双频超声波交替工作时间为3-5s、超声波功率为200-300W的条件下双频超声波交替处理15-25min，产物抽滤后用蒸馏水洗涤2-3次，真空干燥，即得改性纳米粉；
（2）按照质量比1:15-20将改性纳米粉与甲基丙烯酸甲酯混合，在双频超声波交替频率为40-60KHz/100-120KHz、双频超声波交替工作时间为4-6s、超声波功率为250-350W的条件下双频超声波交替处理10-20min，再加入相当于混合物质量14-16倍的蒸馏水，通氮气20-30min，水浴加热至60-70℃后加入相当于甲基丙烯酸甲酯质量1-2%的过硫酸铵，恒温搅拌反应10-12h，产物抽滤后用四氢呋喃洗涤2-3次，离心后用四氢呋喃抽提10-15h，真空干燥，得到聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料；
（3）按照质量比8-10:3-5:0.05-0.1将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料、过氧化二异丙苯混合均匀，然后将其加入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，挤出料经冷却、切粒、干燥，即得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
（4）按照质量比1：2-4将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物加入到环氧树脂E-51中，通氮气保护，水浴加热至70-80℃，恒温搅拌3-6h，然后研磨成细腻平滑乳液，冷却至室温，即得所需的增韧剂。
所述固化剂的制备方法步骤如下：按照质量比4-7:2-5:1称取三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐，将三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐混合均匀，通氮气保护，水浴加热至55-60℃，恒温搅拌1-2h，冷却至室温，即得所需的固化剂。
所述稀释剂选自乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚中的一种。
所述白玉石超细粉的粒径为3-6μm。
所述步骤（1）中纳米金刚石的粒径为20-30nm，纳米硼化硅的粒径为15-25nm。
所述步骤（3）中双螺杆挤出机的反应段温度为240-260℃，主机螺杆转速为150-300r/min。
所述步骤（4）中研磨的转速为2000-4000r/min。
所述环氧树脂垫片的制备方法步骤如下：
（1）按照配方配比将稀释剂、增韧剂、白玉石超细粉、海泡石绒、腈纶浆粕依次加入到环氧树脂E-51中，抽真空，先在转速为4000-5000r/min的条件下搅拌10-15min，再在双频超声波交替频率为50-70KHz/140-160KHz、双频超声波交替工作时间为4-7s、超声波功率为200-300W的条件下双频超声波交替处理5-10min，然后加入固化剂，再抽真空，先在转速为3000-4000r/min的条件下搅拌15-20min，再在双频超声波交替频率为45-65KHz/125-140KHz、双频超声波交替工作时间为3-6s、超声波功率为150-250W的条件下双频超声波交替处理10-15min，出料；（2）将步骤（1）得到的混合料立即浇注成型，室温固化24-48h，即得所需的环氧树脂垫片。
本发明的有益效果：
（1）本发明先后采用硅烷偶联剂和表面活性剂对纳米金刚石和纳米硼化硅进行有机化表面处理以及采用聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性处理，以提高有机一无机两相界面的相容性，这样更利于纳米金刚石和纳米硼化硅在乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中的分散，同时也使纳米金刚石和纳米硼化硅与乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物中结合更好，从而提高纳米金刚石和纳米硼化硅在乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物的接枝率，这样使得增韧剂的力学性能显著提高，使得环氧树脂垫片具有较高的压缩弹性模数，抗压强度、抗拉强度以及冲击强度。
（2）本发明原料采用白玉石超细粉、海泡石绒、腈纶浆粕相互复合作为填料，不仅可以显著提高环氧树脂垫片的机械强度，还可以显著改善环氧树脂垫片的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性。
（3）本发明增韧剂制备过程中以及环氧树脂垫片制备过程中，多处采用双频超声波交替处理，可以显著提高增韧剂和环氧树脂垫片的性能稳定性，从而提高其综合性能。
具体实施方式
实施例1
一种环氧树脂垫片，由以下重量份的原料制成：环氧树脂E-5140份、增韧剂10份、固化剂30份、乙二醇二缩水甘油醚15份、粒径为3μm的白玉石超细粉4份、海泡石绒3份、腈纶浆粕5份。
上述增韧剂的制备方法步骤如下：
（1）按照质量比2:1称取纳米金刚石和纳米硼化硅，纳米金刚石、纳米硼化硅的粒径分别为20nm和15nm，混合均匀，然后按照固液质量比1:20将混合物加入到二甲苯中，在双频超声波交替频率为20KHz/60KHz、双频超声波交替工作时间为2s、超声波功率为150W的条件下双频超声波交替处理30min后再加入相当于纳米金刚石和纳米硼化硅总质量2%的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，油浴加热至110℃，搅拌回流反应10h，产物抽滤后用无水乙醇洗涤2次，真空干燥后加水搅拌制成质量分数为50%的悬浮液，然后加入相当于悬浮液质量4%的丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、3%的月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和2%的椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐，在双频超声波交替频率为30KHz/80KHz、双频超声波交替工作时间为3s、超声波功率为200W的条件下双频超声波交替处理25min，产物抽滤后用蒸馏水洗涤2次，真空干燥，即得改性纳米粉；
（2）按照质量比1:15将改性纳米粉与甲基丙烯酸甲酯混合，在双频超声波交替频率为40KHz/100KHz、双频超声波交替工作时间为4s、超声波功率为250W的条件下双频超声波交替处理20min，再加入相当于混合物质量14倍的蒸馏水，通氮气20min，水浴加热至60℃后加入相当于甲基丙烯酸甲酯质量1%的过硫酸铵，恒温搅拌反应10h，产物抽滤后用四氢呋喃洗涤2次，离心后用四氢呋喃抽提10h，真空干燥，得到聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料；
（3）按照质量比8:3:0.05将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料、过氧化二异丙苯混合均匀，然后将其加入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，双螺杆挤出机的反应段温度为240℃，主机螺杆转速为150r/min，挤出料经冷却、切粒、干燥，即得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
（4）按照质量比1：2将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物加入到环氧树脂E-51中，通氮气保护，水浴加热至70℃，恒温搅拌6h，然后在转速为2000r/min的转速下研磨成细腻平滑乳液，冷却至室温，即得所需的增韧剂。
上述固化剂的制备方法步骤如下：按照质量比4:2:1称取三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐，将三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐混合均匀，通氮气保护，水浴加热至55℃，恒温搅拌2h，冷却至室温，即得所需的固化剂。
一种环氧树脂垫片的制备方法步骤如下：
（1）按照配方配比将乙二醇二缩水甘油醚、增韧剂、白玉石超细粉、海泡石绒、腈纶浆粕依次加入到环氧树脂E-51中，抽真空，先在转速为4000r/min的条件下搅拌15min，再在双频超声波交替频率为50KHz/140KHz、双频超声波交替工作时间为4s、超声波功率为200W的条件下双频超声波交替处理10min，然后加入固化剂，再抽真空，先在转速为3000r/min的条件下搅拌20min，再在双频超声波交替频率为45KHz/125KHz、双频超声波交替工作时间为3s、超声波功率为150W的条件下双频超声波交替处理15min，出料；（2）将步骤（1）得到的混合料立即浇注成型，室温固化24h，即得所需的环氧树脂垫片。
实施例2
一种环氧树脂垫片由以下重量份的原料制成：环氧树脂E-5150份、增韧剂12份、固化剂40份、聚丙二醇二缩水甘油醚18份、粒径为4μm的白玉石超细粉6份、海泡石绒5份、腈纶浆粕8份。
上述增韧剂的制备方法步骤如下：
（1）按照质量比3:1称取纳米金刚石和纳米硼化硅，纳米金刚石、纳米硼化硅的粒径分别为25nm和20nm，混合均匀，然后按照固液质量比1:22将混合物加入到二甲苯中，在双频超声波交替频率为30KHz/70KHz、双频超声波交替工作时间为3s、超声波功率为200W的条件下双频超声波交替处理25min后再加入相当于纳米金刚石和纳米硼化硅总质量3%的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，油浴加热至115℃，搅拌回流反应9h，产物抽滤后用无水乙醇洗涤2次，真空干燥后加水搅拌制成质量分数为55%的悬浮液，然后加入相当于悬浮液质量6%的丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、4%的月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和3%的椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐，在双频超声波交替频率为40KHz/90KHz、双频超声波交替工作时间为4s、超声波功率为250W的条件下双频超声波交替处理20min，产物抽滤后用蒸馏水洗涤2次，真空干燥，即得改性纳米粉；
（2）按照质量比1:18将改性纳米粉与甲基丙烯酸甲酯混合，在双频超声波交替频率为50KHz/110KHz、双频超声波交替工作时间为5s、超声波功率为300W的条件下双频超声波交替处理15min，再加入相当于混合物质量15倍的蒸馏水，通氮气25min，水浴加热至65℃后加入相当于甲基丙烯酸甲酯质量1.5%的过硫酸铵，恒温搅拌反应11h，产物抽滤后用四氢呋喃洗涤2次，离心后用四氢呋喃抽提12h，真空干燥，得到聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料；
（3）按照质量比9:4:0.08将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料、过氧化二异丙苯混合均匀，然后将其加入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，双螺杆挤出机的反应段温度为250℃，主机螺杆转速为250r/min，挤出料经冷却、切粒、干燥，即得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
（4）按照质量比1：3将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物加入到环氧树脂E-51中，通氮气保护，水浴加热至75℃，恒温搅拌5h，然后在转速为3000r/min的条件下研磨成细腻平滑乳液，冷却至室温，即得所需的增韧剂。
上述固化剂的制备方法步骤如下：按照质量比5:3:1称取三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐，将三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐混合均匀，通氮气保护，水浴加热至58℃，恒温搅拌1.5h，冷却至室温，即得所需的固化剂。
一种环氧树脂垫片的制备方法步骤如下：
（1）按照配方配比将聚丙二醇二缩水甘油醚、增韧剂、白玉石超细粉、海泡石绒、腈纶浆粕依次加入到环氧树脂E-51中，抽真空，先在转速为4500r/min的条件下搅拌12min，再在双频超声波交替频率为60KHz/150KHz、双频超声波交替工作时间为6s、超声波功率为250W的条件下双频超声波交替处理7min，然后加入固化剂，再抽真空，先在转速为3500r/min的条件下搅拌18min，再在双频超声波交替频率为55KHz/135KHz、双频超声波交替工作时间为5s、超声波功率为200W的条件下双频超声波交替处理12min，出料；（2）将步骤（1）得到的混合料立即浇注成型，室温固化36h，即得所需的环氧树脂垫片。
实施例3
一种环氧树脂垫片由以下重量份的原料制成：环氧树脂E-5160份、增韧剂15份、固化剂50份、烯丙基缩水甘油醚20份、粒径为6μm的白玉石超细粉8份、海泡石绒7份、腈纶浆粕10份。
上述增韧剂的制备方法步骤如下：
（1）按照质量比4:2称取纳米金刚石和纳米硼化硅，纳米金刚石、纳米硼化硅的粒径分别为30nm和25nm，混合均匀，然后按照固液质量比1:25将混合物加入到二甲苯中，在双频超声波交替频率为40KHz/80KHz、双频超声波交替工作时间为4s、超声波功率为250W的条件下双频超声波交替处理20min后再加入相当于纳米金刚石和纳米硼化硅总质量4%的3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，油浴加热至120℃，搅拌回流反应8h，产物抽滤后用无水乙醇洗涤3次，真空干燥后加水搅拌制成质量分数为60%的悬浮液，然后加入相当于悬浮液质量8%的丙烯酸羟乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸钠共聚物、6%的月桂醇聚氧乙烯醚磷酸酯钾盐和5%的椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐，在双频超声波交替频率为50KHz/100KHz、双频超声波交替工作时间为5s、超声波功率为300W的条件下双频超声波交替处理15min，产物抽滤后用蒸馏水洗涤3次，真空干燥，即得改性纳米粉；
（2）按照质量比1:20将改性纳米粉与甲基丙烯酸甲酯混合，在双频超声波交替频率为60KHz/120KHz、双频超声波交替工作时间为6s、超声波功率为350W的条件下双频超声波交替处理10min，再加入相当于混合物质量16倍的蒸馏水，通氮气30min，水浴加热至70℃后加入相当于甲基丙烯酸甲酯质量2%的过硫酸铵，恒温搅拌反应10h，产物抽滤后用四氢呋喃洗涤3次，离心后用四氢呋喃抽提15h，真空干燥，得到聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料；
（3）按照质量比10:5:0.1将乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料、过氧化二异丙苯混合均匀，然后将其加入到双螺杆挤出机进行熔融接枝反应，双螺杆挤出机的反应段温度为260℃，主机螺杆转速为300r/min，挤出料经冷却、切粒、干燥，即得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
（4）按照质量比1：4将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米材料复合材料接枝乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物加入到环氧树脂E-51中，通氮气保护，水浴加热至80℃，恒温搅拌3h，然后在转速为4000r/min的条件下研磨成细腻平滑乳液，冷却至室温，即得所需的增韧剂。
上述固化剂的制备方法步骤如下：按照质量比7:5:1称取三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐，将三甲基六亚甲基二胺、N-氨乙基哌嗪、甲基纳迪克酸酐混合均匀，通氮气保护，水浴加热至60℃，恒温搅拌1h，冷却至室温，即得所需的固化剂。
一种环氧树脂垫片的制备方法步骤如下：
（1）按照配方配比将烯丙基缩水甘油醚、增韧剂、白玉石超细粉、海泡石绒、腈纶浆粕依次加入到环氧树脂E-51中，抽真空，先在转速为5000r/min的条件下搅拌10min，再在双频超声波交替频率为70KHz/160KHz、双频超声波交替工作时间为7s、超声波功率为300W的条件下双频超声波交替处理5min，然后加入固化剂，再抽真空，先在转速为4000r/min的条件下搅拌15min，再在双频超声波交替频率为65KHz/140KHz、双频超声波交替工作时间为6s、超声波功率为250W的条件下双频超声波交替处理10min，出料；（2）将步骤（1）得到的混合料立即浇注成型，室温固化48h，即得所需的环氧树脂垫片。
上述实施例1-3制得的环氧树脂垫片与JN-120A（国产）环氧树脂垫片、Chockfast（美国）环氧树脂垫片的主要性能参数对比如下表1所示：
表1环氧树脂垫片的主要性能参数对比
