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1、(10)授权公告号 CN 101525469 B (45)授权公告日 2011.05.04 CN 101525469 B *CN101525469B* (21)申请号 200910071689.6 (22)申请日 2009.04.01 C08L 63/00(2006.01) C08K 3/08(2006.01) (73)专利权人 哈尔滨理工大学 地址 150002 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府 路 52 号 (72)发明人 韩宝忠 韩宝国 欧进萍 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 金永焕 US 5914358 A,1999.06.22,实施例1和表1 ； 。
2、说明书第 2 栏 . CN 1454238 A,2003.11.05, 全文 . CN 101311217 A,2008.11.26, 全文 . 韩宝忠， 韩宝国， 张坤， 马凤莲， 冯涛 . 镍粉 粒子形态对硅橡胶基复合材料拉敏性能的影 响 .稀有金属材料与工程 .2008, 第 37 卷 ( 第 12 期 ),2226-2230. (54) 发明名称 力敏环氧树脂基复合材料 (57) 摘要 力敏环氧树脂基复合材料， 它涉及环氧树脂 基复合材料。它解决了现有力敏环氧树脂基复合 材料的力敏灵敏度低和力敏环氧树脂基复合材料 脆性大的问题。 本发明力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于力敏环氧树脂基。
3、复合材料按质量份数 比主要由 1 份环氧树脂、 0.1 0.5 份固化剂和 2.27.5份镍粉制成。 本发明中力敏环氧树脂基 复合材料， 单轴压缩时， 在压力为 0.2 12.5MPa 范围内， 复合材料压敏的体积电阻率变化率的绝 对值达 25.71 99.93， 拉敏的体积电阻率变 化率的绝对值达 99.71， 材料力敏灵敏度高， 脆 性小， 变形能力强， 且粘结性好， 加工方便。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 吴进高 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 CN 101525469 B1/1 页 2 1.。
4、 力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于力敏环氧树脂基复合材料按质量份数比主要 由 1 份环氧树脂、 0.1 0.5 份固化剂和 2.2 7.5 份镍粉制成 ； 其中环氧树脂为通用环氧 树脂、 柔韧性环氧树脂、 弹性环氧树脂中一种或几种的混合 ； 固化剂为胺类固化剂、 酸酐类 固化剂或树脂类固化剂 ； 镍粉的粒径为 2.2 2.8m ； 力敏环氧树脂基复合材料还包括白 炭黑， 白炭黑与环氧树脂的质量比为 0.002 0.030 1。 2. 根据权利要求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于力敏环氧树脂基复合 材料按质量份数比主要由 1 份环氧树脂、 0.3 份固化剂和 2.6 份镍粉制。
5、成。 3. 根据权利要求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于力敏环氧树脂基复合 材料按质量份数比主要由 1 份环氧树脂、 0.2 份固化剂和 6 份镍粉制成。 4. 根据权利要求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于力敏环氧树脂基复合 材料按质量份数比主要由 1 份环氧树脂、 0.4 份固化剂和 5.88 份镍粉制成。 5. 根据权利要求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.008 0.012 1。 6. 根据权利要求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.004 1。 7. 根据权利要。
6、求 1 所述的力敏环氧树脂基复合材料， 其特征在于白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.015 1。 权 利 要 求 书 CN 101525469 B1/4 页 3 力敏环氧树脂基复合材料 技术领域 0001 本发明涉及环氧树脂基复合材料。 背景技术 0002 聚合物(橡胶或环氧树脂)掺加导电填料所制得的复合材料不仅具有良好的导电 性， 而且其导电性有时还会受到外场 ( 电场、 温度场、 力场等 ) 变化的影响而具有力敏 ( 压 敏和拉敏 )、 温敏、 湿敏、 非线性等功能 ( 或智能 ) 特性， 此类复合材料的应用已遍布航空航 天、 电子电气、 计算机、 建筑和医疗等领域。 相对于橡胶基的力敏聚。
7、合物复合材料， 环氧树脂 基复合材料由于基体材料变形能力低于橡胶， 所以其力敏性能的灵敏度较低。 0003 Xiaojun Wang 等在 1997 年制备了碳纤维掺加环氧树脂的拉敏性能， Joung-Man Park 等在 2007 年制备了镍纳米线环氧树脂基复合材料的拉敏性能， 季小勇等在 2007 年通 过掺加 35 52.5 ( 质量分数 ) 直径为 123nm 的喷雾炭黑制备了压敏性能的环氧树脂 基复合材料， 单轴压缩时， 在压力为 12.5MPa 时压敏的体积电阻率变化率的绝对值不超过 3 ； 以上制备的力敏环氧树脂基复合材料感知特性的力敏灵敏度较低， 而且制备力敏环氧 树脂基复合。
8、材料所采用的基体材料， 即环氧树脂脆性比较大， 导致力敏环氧树脂基复合材 料的脆性较大， 变形能力弱。 发明内容 0004 本发明目的是为了解决现有力敏环氧树脂基复合材料的力敏灵敏度低和力敏环 氧树脂基复合材料脆性大的问题， 而提供力敏环氧树脂基复合材料。 0005 力敏环氧树脂基复合材料按质量份数比主要由1份环氧树脂、 0.10.5份固化剂 和 2.2 7.5 份镍粉制成 ； 其中环氧树脂为通用环氧树脂、 柔韧性环氧树脂、 弹性环氧树脂 中一种或几种的混合 ； 固化剂为胺类固化剂、 酸酐类固化剂或树脂类固化剂。 0006 本发明中力敏环氧树脂基复合材料， 单轴压缩时， 在压力为 0.2 12。
9、.5MPa 范围 内， 复合材料的体积电阻率变化率的绝对值达 25.71 99.93 ； 本发明中力敏环氧树脂 基复合材料， 拉敏的体积电阻率变化率的绝对值达 99.71； 材料力敏灵敏度高， 脆性小， 变 形能力强， 且粘结性好， 加工方便。 附图说明 0007 图 1 为具体实施方式二中力敏环氧树脂基复合材料的体积电阻率与拉应变曲线 图 ； 图 2 为具体实施方式二中力敏环氧树脂基复合材料的体积电阻率与压应力曲线图。 具体实施方式 0008 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式， 还包括各具体实施方式间的 任意组合。 0009 具体实施方式一 ： 本实施方式力敏环氧树脂基复合材料按。
10、质量份数比主要由 1 份 说 明 书 CN 101525469 B2/4 页 4 环氧树脂、 0.1 0.5 份固化剂和 2.2 7.5 份镍粉制成 ； 其中环氧树脂为通用环氧树脂、 柔韧性环氧树脂、 弹性环氧树脂中一种或几种的混合 ； 固化剂为胺类固化剂、 酸酐类固化剂 或树脂类固化剂。 0010 本实施方式中环氧树脂的组成为混合物时， 各组分间按任意比例混合。 0011 具体实施方式二 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是力敏环氧树脂基复合材 料按质量份数比由1份环氧树脂、 0.3份固化剂和2.6份镍粉制成。 其它与具体实施方式一 相同。 0012 本实施方式中环氧树脂为弹性环氧树脂。 。
11、0013 本实施方式中的力敏环氧树脂基复合材料， 经检测， 结果如图 1 所示， 力敏环氧树 脂基复合材料的拉敏灵敏度高， 拉敏的体积电阻率变化率的绝对值为 99.71， 且脆性小， 变形能力强 ； 如图 2 所示， 力敏环氧树脂基复合材料的压敏灵敏度高， 压敏的体积电阻率变 化率的绝对值为 99.93。 0014 具体实施方式三 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是力敏环氧树脂基复合材 料按质量份数比由1份环氧树脂、 0.2份固化剂和6份镍粉制成。 其它与具体实施方式一相 同。 0015 具体实施方式四 ： 本实施方式与具体实施方式一不同的是力敏环氧树脂基复合材 料按质量份数比由 1 份环。
12、氧树脂、 0.4 份固化剂和 5.88 份镍粉制成。其它与具体实施方式 一相同。 0016 本实施方式中环氧树脂按质量份数比由6份通用环氧树脂和4份柔韧性环氧树脂 组成。 0017 本实施方式中的力敏环氧树脂基复合材料， 单轴压缩时， 结果如表 1 所示， 在压力 为 12.5 MPa 时压敏的体积电阻率变化率的绝对值为 25.71， 力敏环氧树脂基复合材料的 力敏灵敏度高。 0018 表 1 0019 应力 (MPa) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 电阻率变化率 ( ) 0 -4.79 -10.52 -16.00 -20.74 -25.71 0020 具体实施方式五 ： 本实施方式。
13、与具体实施方式一不同的是力敏环氧树脂基复合材 料按质量份数比由1份环氧树脂、 0.4份固化剂和6.3份镍粉制成。 其它与具体实施方式一 相同。 0021 本实施方式中环氧树脂按质量份数比由4份通用环氧树脂和6份柔韧性环氧树脂 组成。 0022 本实施方式中的力敏环氧树脂基复合材料， 单轴压缩时， 结果如表 2 所示， 在压力 为 12.5MPa 时压敏的体积电阻率变化率的绝对值为 69.98， 力敏环氧树脂基复合材料的 力敏灵敏度高。 0023 表 2 0024 说 明 书 CN 101525469 B3/4 页 5 应力 (MPa) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 电阻率变化率 ( 。
14、) 0 -25.41 -44.92 -59.34 -67.26 -69.98 0025 具体实施方式六 ： 本实施方式与具体实施方式一、 二、 三、 四或五不同的是镍粉的 粒径为 2 7m。其它与具体实施方式一、 二、 三、 四或五相同。 0026 本实施方式中镍粉为导电组分， 镍粉表面为刺球状， 表面的刺为纳米级。 0027 具体实施方式七 ： 本实施方式与具体实施方式六不同的是镍粉的粒径为 2.2 2.8m。其它与具体实施方式六相同。 0028 具体实施方式八 ： 本实施方式与具体实施方式六不同的是镍粉的粒径为 3 7m。其它与具体实施方式六相同。 0029 具体实施方式九 ： 本实施方式。
15、与具体实施方式六不同的是镍粉的粒径为 5m。其 它与具体实施方式六相同。 0030 具体实施方式十 ： 本实施方式与具体实施方式一、 二、 三、 四、 五、 七、 八或九不同的 是力敏环氧树脂基复合材料还包括白炭黑 ； 其中白炭黑与环氧树脂的质量比为 0.002 0.030 1。其它与具体实施方式一、 二、 三、 四、 五、 七、 八或九相同。 0031 具体实施方式十一 ： 本实施方式与具体实施方式十不同的是白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.008 0.012 1。其它与具体实施方式十相同。 0032 具体实施方式十二 ： 本实施方式与具体实施方式十不同的是白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.。
16、01 1。其它与具体实施方式十相同。 0033 具体实施方式十三 ： 本实施方式与具体实施方式十不同的是白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.004 1。其它与具体实施方式十相同。 0034 本实施方式中环氧树脂按质量份数比由6份通用环氧树脂和4份柔韧性环氧树脂 组成。 0035 本实施方式中环氧树脂、 固化剂和镍粉的质量份数比为 1 0.4 5.6。 0036 本实施方式中的力敏环氧树脂基复合材料， 单轴压缩时， 结果如表 3 所示， 在压力 为 12.5MPa 时压敏的体积电阻率变化率的绝对值为 33.26， 力敏环氧树脂基复合材料的 力敏灵敏度高。 0037 表 3 0038 应力 (MPa。
17、) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 电阻率变化率 ( ) 0 -6.70 -14.90 -22.46 -27.75 -33.26 0039 具体实施方式十四 ： 本实施方式与具体实施方式十不同的是白炭黑与环氧树脂的 质量比为 0.015 1。其它与具体实施方式十相同。 0040 具体实施方式十五 ： 本实施方式力敏环氧树脂基复合材料的制备方法按以下步骤 实现 ： 一、 按质量份数比称取 1 份环氧树脂、 0.1 0.5 份固化剂和 2.2 7.5 份镍粉 ； 二、 在室温下用高速搅拌器和超声波处理仪将称取的原料混合， 得复合物 ； 三、 将复合物倒入模 说 明 书 CN 1015254。
18、69 B4/4 页 6 具中， 然后放入真空箱内脱气处理 20min， 然后在室温至 140的条件下固化 1 24h， 即得 力敏环氧树脂基复合材料 ； 其中步骤一中环氧树脂为通用环氧树脂、 柔韧性环氧树脂、 弹性 环氧树脂中一种或几种的混合 ； 步骤一中固化剂为胺类固化剂、 酸酐类固化剂或树脂类固 化剂。 0041 具体实施方式十六 ： 本实施方式力敏环氧树脂基复合材料的制备方法按以下步骤 实现 ： 一、 按质量份数比称取 1 份环氧树脂、 0.1 0.5 份固化剂和 2.2 7.5 份镍粉， 再按 白炭黑与环氧树脂的质量比为0.0020.0301称取白炭黑 ； 二、 在室温下用高速搅拌器 。
19、和超声波处理仪将称取的原料与固化剂混合， 得复合物 ； 三、 将复合物倒入模具中， 然后放 入真空箱内脱气处理20min， 然后在室温至140的条件下固化124h， 即得力敏环氧树脂 基复合材料 ； 其中步骤一中环氧树脂为通用环氧树脂、 柔韧性环氧树脂、 弹性环氧树脂中一 种或几种的混合 ； 步骤一中固化剂为胺类固化剂、 酸酐类固化剂或树脂类固化剂。 0042 具体实施方式十七 ： 本实施方式力敏环氧树脂基复合材料的制备方法按以下步骤 实现 ： 一、 按质量份数比称取 1 份环氧树脂、 0.3 份固化剂和 5.2 份镍粉， 再按白炭黑与环氧 树脂的质量比为 0.01 1 称取白炭黑 ； 二、 在室温下用高速搅拌器和超声波处理仪将称取 的原料混合， 得复合物 ； 三、 将复合物倒入模具中， 然后放入真空箱内脱气处理 20min， 然后 在 60的条件下固化 12h， 即得力敏环氧树脂基复合材料 ； 其中步骤一中环氧树脂为柔韧 性环氧树脂 ； 步骤一中固化剂为胺类固化剂。 0043 本实施方式中制备所得力敏环氧树脂基复合材料， 单轴压缩时， 在压力为 12.5 MPa 时复合材料压敏的体积电阻率变化率的绝对值为 40.58， 材料力敏灵敏度高， 脆性 小， 变形能力强。 说 明 书 CN 101525469 B1/1 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 。