(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210965788.4 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 湖北航泰科技有限公司 地址 444200 湖北省宜昌市远安县 汪家工 业园 申请人 湖北航天技 术研究院总体设计所 　 武汉航泰航天科技有限公司 (72)发明人 张依福　梁纪秋　司学龙　胡铭杰　 胡维　陈浩　武丹　胡夏芬　孙立　 秦启航　廖俊　黄驰　 (74)专利代理 机构 武汉智汇为专利代理事务所 (普通合伙) 42235 专利代理师 李恭渝 (51)Int.Cl. C08L 63/02(2006.01)C08K 9/06(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/08(2006.01) C08K 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种强磁热效应快速固化环氧树脂 (57)摘要 本发明涉及涉及一种强磁热效应快速固化 环氧环氧树脂， 其组分包括磁性纳米粒子、 环氧 树脂和固化剂， 磁性纳米粒子、 环氧树脂和固化 剂的质量比例为(5 ‑40):100： (15 ‑150)； 磁性纳 米粒子具有强磁热效应， 磁热熵为10 ‑50J/mol/ K。 本发明针对固体火箭发动机的特殊应用场景， 对现有的环氧树脂进行改进， 针对不宜加热的特 殊环境进行研究开发， 利用具有强磁热效应的纳 米粒子， 实现了在磁场的作用下， 环氧树脂最短 固化时间≤1h。 本发明不依 靠外在加热和电加热 等常规加热方式， 此方法能够适应于各种不宜安 装加热装置的使用场景。 因强磁热效应快速固化 环氧树脂在较 短时间内即实现较完全的固化， 不 存在后续的缓慢交联而导 致材料变脆的问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115368711 A 2022.11.22 CN 115368711 A 1.一种强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 其组分包括磁性纳米粒子、 环氧树 脂和固化剂， 所述磁性纳米粒子、 环氧树脂和固化剂的质量比例为(5 ‑40):100： (15 ‑150)； 所述磁性纳米粒子具有强磁热效应， 磁热熵为10 ‑50J/mol/K。 2.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述磁性纳米粒 子包括Gd ‑Si‑Ge、 La‑Fe‑Si、 MnAs基、 Mn基Husler合金、 Mn基反钙钛矿、 Mn ‑Co‑Ge、 Fe‑Rh以及 钙钛矿氧化物的任意 一种或两种以上的组合。 3.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述的磁性纳米 粒子的粒径为1 ‑100nm。 4.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述的磁性纳米 粒子经过了表 面改性， 具体表 面改性步骤为： 将 磁性纳米粒子 分散在醇 ‑水体系中， 在0 ‑100 ℃下， 加入硅烷偶联剂、 酸溶 液或碱溶 液中的任意 一种， 进行搅拌， 反应1 ‑24h。 5.根据权利要求4所述的强磁热效应快速固化环氧树脂， 其特征在于， 所述醇包括甲 醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 乙二醇、 乙二醇单甲醚、 丙二醇和丙二醇单甲醚中的任一种或一种 以上的组合。 6.根据权利要求4所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述硅烷偶联剂 包括四乙氧基硅烷、 四甲氧基硅烷、 四正丙氧基硅烷、 四异丙氧基硅烷、 十二烷基三甲氧基 硅烷、 十八烷基三甲氧基硅烷、 甲基三甲氧基硅烷、 丙基三甲氧基硅烷、 丙基三乙氧基硅烷、 异丁基三甲氧基硅烷、 异丁基三乙氧基硅烷、 辛基三甲氧基硅烷、 辛基三乙氧基硅烷、 甲基 三乙酰氧基硅烷中、 环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、 甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的任一 种或一种以上的组合。 7.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述的磁性粒子 的制备方法采用过真空电弧熔法或溶胶凝胶法制备。 8.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述的环氧树脂 包括E‑44、 E‑51、 E‑20、 F‑51、 F‑44中的一种或一种以上的组合。 9.根据权利要求1所述的强磁热效应快速 固化环氧树脂， 其特征在于， 所述固化剂包括 脂肪胺类固化剂、 芳 香胺类固化剂、 低分子量聚酰胺类固化剂中的一种或一种以上的组合。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115368711 A 2一种强磁热效应快速固化 环氧树脂 技术领域 [0001]本发明涉及固体火箭发动机领域， 特别涉及一种强磁热效应快速固化环氧环氧树 脂。 背景技术 [0002]固体火箭发动机装药完成后可能进行一系列的灌封、 粘接及相关修补工作， 其中 环氧树脂粘接剂是最常用的灌封、 粘接及修补材料。 然而， 由于装药完成后的固体火箭 发动 机尺寸大， 安全性低， 环氧树脂粘接剂无法采用传统的加热模式固化， 只能在室温条件下固 化， 但常规的环氧树脂胶 粘剂室温 固化时间较长， 固化也不够充分， 会给发动机的生产周期 及质量可靠性带来 风险。 [0003]磁热效应是指磁性材料在变化磁场中对外吸热或放热的物理现象， 是磁性材料的 一种固有性质。 具有磁热效应的材料处于变化磁场中产生磁化和退磁的交变， 磁性材料被 磁化时磁矩有序度增加， 磁熵减小， 温度上升， 材料对外放热； 消磁时， 磁性材料磁矩有序度 减小， 磁熵增加， 温度下降， 对外吸热。 根据磁热材料的特性， 在环氧树脂中引入 具有强磁热 效应的纳米粒子， 在磁场的作用下生热， 不需要借助外在加热方式， 升高环氧树脂的温度， 可以实现环氧树脂的快速固化。 但目前这种技术在固体火箭 发动机等特殊领域仍未见相关 研究报道， 因此仍待进一步的研究和改进使磁热效应材料能在固体火箭 发动机领域得到应 用。 发明内容 [0004]本发明为了克服现有环氧树脂在常温下固化时间长的缺点， 提供了一种能应用于 固体火箭 发动机的强磁热效应快速固化环氧树脂， 该环氧树脂具有在磁场作用下快速固化 的特点， 能够适应于不便于安装加热装置的使用场景， 解决了环氧树脂环在特殊环境不能 快速固化的问题。 [0005]本发明的一种 强磁热效应快速固化环氧树脂， 其组分包括磁性纳米粒子、 环氧树 脂和固化剂， 所述磁性纳米粒子、 环氧树脂和固化剂的质量比例为(5 ‑40):100： (15 ‑150)； 所述磁性纳米粒子具有强磁热效应， 磁热熵为10 ‑50J/mol/K。 [0006]进一步地， 所述的磁性粒子包括Gd ‑Si‑Ge、 La‑Fe‑Si、 MnAs基、 Mn基Husler合金、 Mn 基反钙钛矿、 Mn ‑Co‑Ge、 Fe‑Rh以及钙钛矿氧化物的任意 一种或两种以上的组合。 [0007]优选的， 所述的磁性纳 米粒子的粒径为1 ‑100nm， 粒径在这个范围的磁性粒子在环 氧树脂中的分散性 好， 才能保证均匀分散 。 [0008]进一步地， 所述的磁性纳 米粒子经过了表面改性， 具体表面改性步骤为： 将磁性纳 米粒子分散在任意比例的醇 ‑水体系中， 在0 ‑100℃下， 加 入0.05‑0.5％质量分数的硅烷偶 联剂、 酸溶 液或碱溶 液中的任意 一种， 进行搅拌， 反应1 ‑24h。 [0009]进一步地， 所述醇包括甲醇、 乙醇、 丙 醇、 异丙醇、 乙二醇、 乙二醇单甲醚、 丙二醇和 丙二醇单甲醚中的任一种或一种以上的组合；说　明　书 1/6 页 3 CN 115368711 A 3