CN115304799B

CN115304799B - 一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法及所得固化树脂

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Publication number: CN115304799B
Application number: CN202211159529.9A
Authority: CN
Inventors: 张静静; 梁森
Original assignee: Qingdao University of Technology
Current assignee: Qingdao University of Technology
Priority date: 2022-09-22
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2042-09-22
Also published as: CN115304799A

Abstract

本发明公开了碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法及所得固化树脂，它涉及碳纳米树脂基复合材料的界面强化技术，主要通过两步实现，第一步为碳纳米颗粒/电子束固化树脂复合材料的制备，第二步为一定参数的电子束对复合材料进行辐射。区别于传统的界面强化方法如增强体或基体的化学改性技术，该方法将材料固化与界面强化集成，旨在材料固化的同时完成界面强化，具有高效、低成本、无污染的优点。

Description

一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法及所得固化树脂

技术领域

本发明属于碳纳米颗粒改性环氧树脂的复合材料技术领域，具体涉及一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法及所得固化树脂。

背景技术

先进环氧树脂基复合材料可设计性强、耐疲劳、耐腐蚀、耐老化，在航空航天、轨道交通及能源装备等领域获得了大规模应用，但目前仍因基体树脂脆性大、韧性不足、导电导热性差等原因受限于高韧、高传热、非绝缘等特殊应用需求。因此，探究环氧树脂综合性能，或是单一性能的定向改善是环氧树脂基复合材料获得进一步应用的关键。碳纳米颗粒作为尺寸纳米级的分子结构，具有优异的物理、化学、力学及热学等性能，获得了科研及工程界近几十年来的深入研究及关注，并被认为是聚合物材料力学、电学、热学等性能的理想改性剂。因此，向树脂中引入碳纳米颗粒是解决树脂基体性能缺陷的重要举措。但碳纳米颗粒/树脂复合材料能够充分发挥二者性能优势的前提是碳纳米颗粒能够与树脂良好结合并形成高质量界面。基于这一背景，在碳纳米颗粒与环氧树脂物理结合的基础上增加二者化学键合的概率是更进一步发挥碳纳米颗粒对环氧树脂性能强化的重要思路。

申请号为“201611045074 .2”，名称为“一种碳纳米管/环氧树脂复合材料”公开了“采用功能化碳纳米管的加入和表面化学复合镀提高环氧树脂复合材料摩擦磨损性能”的技术方案，有效的提高环氧树脂耐磨性；申请号为“201210035116.X”，名称为“碳纳米管/热固性树脂复合材料及其制备方法”公开了“表面改性碳纳米管是表面以化学键的形式接有含磷杂菲结构和胺基的超支化聚硅氧烷的碳纳米管。所制备的复合材料在保持原有双马来酰亚胺树脂耐热性的基础上，具有高韧性、高强度、低固化温度、优良的阻燃性”，但上述方案中碳纳米管与树脂复合前均要进行复杂的化学改性，即需通过特定的化学反应工艺对碳纳米管表面进行目标官能团接枝，所述方案改性工艺复杂，耗时长达20h以上，且存在较严重的化学污染问题。

发明内容

区别于现有的化学强化法，即通过碳纳米颗粒与树脂复合前的针对性化学改性而获得可直接化学反应的材料体系，本发明的主要目的是提供一种可行性高，操作方便，基本无化学试剂污染的碳纳米颗粒/树脂界面的强化方法，即一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法及所得固化树脂，该方案对复合树脂先采用电子束交联强化，再进行固化，在碳纳米颗粒与树脂复合后实现物理粘接基础上的进一步化学交联。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，包括以下步骤：

（1）将碳纳米颗粒均匀分散于环氧树脂基体中制备碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料；

（2）在步骤（1）所得的复合材料中加入固化剂或引发剂并混合均匀，所述引发剂为芳基鎓盐引发剂，为环氧树脂质量的1%-3%；

（3）利用能量为80 keV以上的电子束流对（2）中所得材料进行辐射，完成碳纳米颗粒/环氧树脂的界面辐射交联强化，然后固化。

本发明还具有以下附加技术特征：

优选的，步骤（1）中制备碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料方法由以下任一种方法获得：

a. 将所述碳纳米颗粒与环氧树脂直接通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式实现碳纳米颗粒在树脂基体中的有效分散而得；

b. 将所述碳纳米颗粒通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式分散在溶剂1中获得碳纳米颗粒/有机溶剂混合液；进而再通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式与环氧树脂复合成碳纳米颗粒/有机溶剂/电子束固化树脂混合液，再通过加热、真空、搅拌中的一种或几种方式去除所述混合液中碳纳米颗粒的分散溶剂1而得；

c. 将环氧树脂通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式溶解在溶剂2中获得环氧树脂/有机溶剂混合液；进而再向环氧树脂/有机溶剂混合液中添加碳纳米颗粒，并通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式获得成碳纳米颗粒/有机溶剂/电子束固化树脂混合液；通过加热、真空、搅拌中的一种或几种方式去除溶剂2而得。

优选的，所述b方法中的溶剂1为乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种，所述碳纳米颗粒与溶剂1的质量体积比为10g:1ml-1g:300ml，所述c方法中的溶剂2为乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种，所述环氧树脂与溶剂2的质量体积比为1g:1ml-1g:10ml。

优选的，步骤（3）中所述电子束为能量80-300keV的低能电子束束源或能量高于300keV的中高能电子束束源，辐射剂量率范围为0.2-150kGy/s。

优选的，所述步骤（3）中进行辐射时电子束辐射剂量具有累加效应，辐射方式为以下一种或几种：

a.电子束源与被辐射材料相对静止，通过调节电子束辐射剂量率及辐射时间获得一定量的剂量；

b.电子束源与被辐射材料相对运动，基于电子束源的有效辐射面积，通过调节电子束辐射剂量率及二者相对运动速度获得；

c.通过电子束多次反复辐射复合材料实现，也可通过电子束多次反复辐射复合材料的不同表面而叠加获得。

优选的，所述碳纳米颗粒为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、羧基化碳纳米管、羟基化碳纳米管、氧化石墨烯、纳米石墨烯片、功能化石墨烯中的一种或几种。

优选的，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、乙烯基酯树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或几种混合。

优选的，步骤（3）中所述固化方式为辐射固化如γ射线固化、X射线固化、电子束固化、紫外光固化，热固化如红外灯固化、热烘箱固化、火焰固化，微波固化中的一种或几种。

进一步地，本发明的环氧树脂为树脂基复合材料中常用的树脂基体类型，在实际应用需求及树脂相溶的基础上，可为缩水甘油醚类环氧树脂，乙烯基酯树脂，缩水甘油酯类环氧树脂，线型脂肪族类环氧树脂，脂环族类环氧树脂中的一种或几种组合，同时可通过向树脂基体中添加增韧剂以满足实际使用条件对树脂粘度、韧性、伸长率、抗冲击性等方面的要求。

具体的，所述环氧树脂具体为双酚A一缩水甘油醚环氧树脂，双酚A二缩水甘油醚环氧树脂，氢化双酚A二缩水甘油醚环氧树脂，双酚F型一缩水甘油醚环氧树脂，多酚型缩水甘油醚环氧树脂，脂肪族缩水甘油醚环氧树脂，邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、对苯二甲酸二缩水甘油酯、间苯二甲酸二缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、甲基四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、内次甲基四氢苯二甲酸二缩水甘油酯、己二酸二缩水甘油酯。

具体的，电子束在空气环境中对碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料进行辐射。

具体的，被辐射复合材料所接收的剂量可通过调节电子束剂量率、电子束辐射时间、电子束辐射方式实现。

具体的，碳纳米颗粒/电子束固化树脂制备各环节中可引入油浴、烘箱、红外等加热方式协助复合材料的高质高效制备。

具体的，电子束在复合材料中的可穿透深度与电子束能量及被辐射材料密度有关，因此制备的复合材料厚度应基于所选电子束能量及被辐射碳纳米颗粒/环氧树脂密度的计算，合理控制在电子束单面或双面可穿透的范围内。

由一些实施例而得，被辐射碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料表面接收的剂量范围为20-100kGy。

进一步地，本发明中电子束辐射能够通过辐射交联反应促进碳纳米颗粒与树脂分子的化学键合进而形成化学强化的碳纳米颗粒/电子束固化树脂界面。

具体的，复合材料的界面作为增强体与基体之间应力传递的纽带，其质量直接影响复合材料整体力学性能，因此解决界面的设计和控制问题是实现复合材料多领域高水平应用的关键。

进一步地，电子束为大量带负电的电子，在加速电压的作用下，电子获得动能，进入被辐射材料然后将能量传递给有机物分子，引起分子化学键的均裂并形成自由基。经过加速电压U后，电子所获得的能量计算为，其中/>

——电子携带的能量/J；U——加速电压/V；e——电子的电荷/C。其中e=1.6×10^-19 C。电子在1V加速电压后获得的动能为1电子伏特，即1eV，而电子伏特和能量的换算关系为1eV=1.6×10^-19J。又因为每摩尔中的粒子数量为6.02×10²³（阿伏伽德罗常数）个，则可以计算每摩尔电子的能量为1.6×10^-19×6.02×10²³=96.4853kJ，因此，1eV=1.6×10^-19J=23.060kcal.mol^-1。当加速电压U为80-200kV时，电子束在入射至材料表面时所携带的能量高达80-200keV，电子束能量足以引起环氧树脂、碳纤维表面以及碳纳米管分子中化学键的断裂并生成自由基。

进一步地，按照自由基的偶联反应机理，在电子束的辐射下，碳纳米颗粒与树脂基体之间能够通过自由基的偶联反应产生化学连接并形成化学强化界面。

本发明还提供一种固化树脂，由以上任意方法得到。

发明和现有技术相比，其优点在于：

1.在碳纳米颗粒与树脂混合前，无需为了获得更好的碳纳米管/树脂界面而对碳纳米管进行化学改性，因此避免了繁琐的碳纳米管改性工艺。

2.在碳纳米颗粒与树脂混合前，无需为了获得更好的碳纳米管/树脂界面而对树脂基体进行改性，保留了树脂本身的物化特性，避免了改性导致树脂粘度增高、固化特性改变进而影响固化工艺参数的问题。

3.本发明中所用的碳纳米颗粒类别宽泛，对碳纳米管无表面化学特性的要求，可明显降低碳纳米管/树脂复合材料的原料成本。同时本发明所述的电子束辐射方法耗时为数秒或分钟，远远小于现有化学改性方式中的数小时。

4.本发明对碳纳米颗粒和环氧树脂的复合树脂采用先电子束辐射交联后再进行正常固化的方式，其中电子束短时辐射阶段实现碳纳米颗粒与树脂基体的化学键合，正常固化阶段实现环氧树脂基体的完全固化。环氧树脂正常固化前所引入电子束辐射工艺显著提高了复合树脂界面力学性能。

附图说明

图1为不同碳纳米管含量树脂基体的断裂面；

其中图（a）为CNT-0wt%，图（b）为CNT-0.75wt%。

图2为对比例1中的 CNT-0.75wt%经热源固化后的断裂面。

具体实施方式

以下公开本发明的一些实施例，本领域技术人员可以根据本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

实施例1 针对电子束固化环氧树脂，对羧基化多壁碳纳米管/环氧树脂的界面进行电子束辐射致交联强化研究，其中本发明所述的电子束辐射致界面强化工艺内嵌在材料的辐射固化过程中，即电子束既作为固化源，又作为碳纳米管/环氧树脂的界面强化源。其中羧基化多壁碳纳米管购于中国科学院成都有机化学有限公司，型号为TNMC8。电子束发射器由瑞士COMET AG-ebeam Technologies公司提供，型号为EBLab。所用树脂为缩水甘油醚类环氧树脂混合物，具体为双酚A型缩水甘油醚环氧树脂E54及双酚F型缩水甘油醚环氧树脂F46均购于济宁宏明化学试剂有限公司。增韧剂聚芳醚酮购于徐州工程塑料厂，阳离子引发剂具体型号为六氟化锑二芳基碘鎓盐，购于南京嘉中华工科技有限公司。

羧基化多壁碳纳米管/电子束固化环氧树脂的具体制备流程可详述为以下几个步骤：

（1）树脂/丙酮混合液的制备：将E54与溶剂丙酮按照质量比5:1混合并低速搅拌0.5h，本实施例中E54质量为50g，丙酮为10g。使树脂充分溶解在丙酮中，获得稳定透明的混合溶液，此时混合溶液粘度已经十分低，接近于丙酮本身。

（2）多壁碳纳米管的分散：将0.487g碳纳米管粉末加入混合溶液，搅拌，使碳纳米管被溶液完全浸润，而不是漂浮在液面上；将混合溶液在冰水浴中脉冲式超声30mins，采用超声20s，间断10s的方式，共超声30min。随后，对CNTs、丙酮、树脂的混合物高速机械搅拌2h，搅拌速率为3000r/min。超声和机械搅拌能够打散缠结团聚的纳米颗粒，同时震断较长的碳纳米管，实现CNTs在树脂内的分散。高速机械搅拌带来的温升有助于丙酮的挥发，但后续仍要将混合物放入130°C，真空干燥箱内烘干24h，以进一步去除丙酮以及高速机械搅拌引入的气泡。

（3）电子束固化树脂的制备：向CNTs与E54的混合物内加入5.56g双酚F型环氧树脂F46，并放置于油浴锅内加热到130°C，然后一边搅拌一边加入8.89g聚苯醚酮，使得增韧剂完全溶解在树脂内且整个体系均匀混合；加入1.934g阳离子引发剂六氟化锑二芳基碘鎓盐，搅拌使引发剂与混合物充分混合；为防止光致阳离子引发剂分解，混合物后续都需要一直避光处理。在油浴80°C的条件下，对混合物进行低速机械搅拌1h，保证树脂和阳离子引发剂的充分均匀混合。将混合物放入真空干燥烘箱80°C烘干2h，以进一步去除残余丙酮以及低速机械搅拌引入的气泡。

（4）将碳纳米管/电子束固化树脂经过电子束能量200keV双面辐照，单面单次总辐照剂量50kGy，剂量率100kGy/s，辐射时间为0.5s，辐射后的复合材料基本完全固化。

如图1，通过SEM观察了树脂冲击破坏后的断裂面可以看出，图(a)未添加碳纳米管的树脂断裂面相对比较光滑，体现出了比较明显的脆性断裂特征，且断裂方向统一，说明树脂基体在断裂的过程中受到的阻碍小，裂纹沿着一个方向延伸。

图1(b)中电子束固化的SEM图中的断裂面明显不再平整，而且可以观察到较为明显的“鱼鳞状”破坏结构，这是比较典型的韧性破坏痕迹，即在外来载荷的冲击下，树脂基体破坏难度增加，大量碳纳米管作为裂纹阻断以及裂纹引导的介质，能够散化裂纹能量，增加了树脂基体吸收冲击能量的能力，材料断裂韧性可以得到提高，这是碳纳米管与树脂界面得以强化的材料性能表现，测得复合材料冲击韧性为39.4kJ/m^-2。

本发明中电子束固化树脂的固化反应包括链引发，链增长以及链终止三个阶段。在链引发过程中，电子束辐照分解之后产生的强质子酸进攻环氧基团中的氧原子，形成三级氧鎓离子活性中心；环氧基团上呈负电性的氧原子对三级氧鎓离子活性中心的α-C进行亲核进攻反应；氧鎓离子所在的环氧基团开环，离子活性中心则转移到新的环氧基团上。在正离子活性中心转移的过程中，阴离子始终伴随正离子移动，与之形成离子对。反应体系中的活性氢，会与阳离子活性中心作用，发生链转移，聚合反应因此而终止。

对比例1 按照实施例1的方法完成步骤（3）后，利用热量强制分解阳离子引发剂的普通加热固化方法对该配方复合树脂进行固化，实施条件为180°C烘箱中固化1h，该条件下复合材料基本完全固化。通过SEM观察树脂冲击破坏后的断裂面图2可以看出通过加热固化的树脂断裂面相对比较光滑，虽然可以在断裂面上看到线性“海岸线”结构，但这种“海岸线”结构仍然沿着一个方向延伸，说明碳纳米管的添加对树脂基体的破坏效果产生积极影响，但这种影响程度有限，树脂整体破坏形式并未造成明显的改变，仍然体现出脆性破坏的特点，复合材料冲击韧性为34.3kJ/m^-2，小于图1（b）中经电子束辐射致交联之后获得树脂性能。

实施例2 按照实施例1中的复合材料制备步骤（1）（2）（3）（4）以及对比例制备氧化石墨烯/电子束固化环氧树脂复合材料，即用氧化石墨烯替代实施例1中的羧基化多壁碳纳米管，其中氧化石墨烯的添加质量为0.974g。并对本实施例中的两种复合材料进行抗冲击性能测试，结果表明经过电子束辐射固化后复合材料的抗冲击性能为47.2kJ/m^-2，而热固化后复合材料的抗冲击性能仅为39.4kJ/m^-2。表明经过本专利中的电子束辐射致交联强化后的氧化石墨烯与环氧树脂界面性能良好，复合材料获得了明显改善的抗冲击性能。

实施例3 电子束辐射致交联在热固化复合环氧树脂中的应用

对羟基化单壁碳纳米管/热固化环氧树脂的界面进行电子束辐射致交联强化研究，其中所用环氧树脂基体为缩水甘油醚类环氧树脂，具体型号为双酚A型环氧树脂E44，由济宁宏明化学试剂有限公司提供，羟基化单壁碳纳米管购于中国科学院成都有机化学有限公司，型号为TNSRH，所用固化剂为广州新稀冶金化工有限公司生产的SH-200-201固化剂，所用固化源为热烘箱，由上海一恒科学仪器有限公司提供，型号为DHG-9013A。

单壁碳纳米管/热固化环氧树脂的具体制备流程为：

（1）将0.1g的羟基化单壁碳纳米管与乙醇以1g：200ml的配比混合，并超声30min，获得稳定的混合液；

（2）称重30g的E44并水浴均匀加热至80°C，保证树脂基体粘度较低且流动性好。以边搅拌边混合的方式向（1）的混合液中倒入树脂；待树脂溶解后边搅拌边缓慢添加6.5g的固化剂，保证羟基化单壁碳纳米管粉末被树脂完全浸润，而不是漂浮在液面上；将混合溶液连续高速机械搅拌2h，随后以超声30s，间断15s的方式对混合物超声1h。随后将羟基化单壁碳纳米管/环氧树脂混合物放入100°C的真空干燥箱内处理24h以去除高速机械搅拌引入的气泡。

（3）对上述复合材料进行短时单面电子束辐射交联处理，辐射能量为100keV, 辐射剂量为100kGy，辐射方式为50kGy剂量×3次。随后对上述复合材料进行热固化，固化条件为150°C1h，辐射后的复合材料基本完全固化。作为对比例，对步骤（2）之后的复合材料直接进行同条件的热固化并获得基本完全固化的复合材料。对上述经过电子束辐射致交联强化的羟基化单壁碳纳米管/热固化树脂及未经电子束辐射致交联强化的复合材料进行抗冲击性能测试，获得了碳纳米管与树脂界面质量的宏观体现。结果显示直接热固化的复合材料抗冲击性能为31.7kJ/m^-2，相比之下，在碳纳米管与树脂经过了电子束辐射引发强化之后，复合材料的抗冲击性能为34.5kJ/m^-2，增幅达8.83%，这是碳纳米管与树脂界面得以强化的表现，说明作为增强体的碳纳米管更好得发挥了其在树脂中的载荷传递作用及抗裂纹传递作用。

实施例4 电子束辐射致交联在光固化复合环氧树脂中的应用

对多壁碳纳米管/紫外光固化环氧树脂的界面进行电子束辐射致交联强化研究，其中树脂为乙烯基酯树脂类树脂，具体为牌号CN104A75的环氧丙烯酸酯，由SartomerCompany提供，多壁碳纳米管购于中国科学院成都有机化学有限公司，型号为TNM3，紫外光固化设备购于依瓦塔（上海）精密光电有限公司，型号为 UPP3-614，光固化引发剂为二苯酮引发剂，购于南京嘉中化工科技有限公司。电子束发射器由瑞士COMET AG-ebeamTechnologies公司提供，型号为EBLab。

多壁碳纳米管/光固化环氧树脂的具体制备流程为：

（1）称重50g的环氧丙烯酸酯并水浴均匀加热至60°C，保证树脂基体粘度较低且流动性好。以边搅拌边混合的方式向树脂中缓慢添加0.2g的多壁碳纳米管和1g的引发剂，保证碳纳米管粉末被树脂完全浸润，而不是漂浮在液面上；将混合溶液连续高速机械搅拌2h，随后以超声50s，间断25s的方式对混合物超声1h。随后将碳纳米管/环氧树脂混合物放入100°C的真空干燥箱内处理24h以去除高速机械搅拌引入的气泡。

（2）对上述复合材料进行短时单面电子束辐射交联处理，辐射能量为150keV, 辐射剂量为30kGy，辐射方式为10kGy剂量×3次。随后对上述复合材料进行光辐射固化，辐射后的复合材料基本完全固化。作为对比例，对（1）之后的复合材料直接进行光辐射固化并获得基本完全固化的复合材料。对上述经过电子束辐射致交联强化的多壁碳纳米管/光固化树脂及未经电子束辐射致交联强化的复合材料进行弯曲性能测试，获得了碳纳米管与树脂界面质量的宏观体现。结果显示直接光辐射固化的复合材料弯曲强度为47.8MPa，相比之下，在碳纳米管与树脂经过了电子束辐射引发强化之后，复合材料的弯曲强度为54.7MPa，增幅达14.4%，这是碳纳米管与树脂界面得以强化的表现，说明作为增强体的碳纳米管更好得发挥了其在树脂中的载荷传递作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将碳纳米颗粒均匀分散于环氧树脂基体中制备碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料；

(2)在步骤(1)所得的复合材料中加入固化剂或引发剂并混合均匀；

(3)对步骤(2)所得材料先交联，后固化；所述交联为利用能量为80keV以上的电子束流对(2)中所得材料进行辐射，完成碳纳米颗粒/环氧树脂的界面辐射交联强化；

其中，步骤(3)中所述电子束为能量80-300keV的低能电子束束源或能量高于300keV的中高能电子束束源，辐射剂量率范围为0.2-150kGy/s。

2.根据权利要求1所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，步骤(1)中制备碳纳米颗粒/环氧树脂复合材料方法由以下任一种方法获得：

a.将所述碳纳米颗粒与环氧树脂直接通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式实现碳纳米颗粒在树脂基体中的有效分散而得；

b.将所述碳纳米颗粒通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式分散在溶剂1中获得碳纳米颗粒/有机溶剂混合液；进而再通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式与环氧树脂复合成碳纳米颗粒/有机溶剂/环氧树脂混合液，再通过加热、真空、搅拌中的一种或几种方式去除所述混合液中碳纳米颗粒的分散溶剂1而得；

c.将环氧树脂通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式溶解在溶剂2中获得环氧树脂/有机溶剂混合液；进而再向环氧树脂/有机溶剂混合液中添加碳纳米颗粒，并通过机械搅拌、磁力搅拌、超声振动中的一种或几种方式获得成碳纳米颗粒/有机溶剂/环氧树脂混合液；通过加热、真空、搅拌中的一种或几种方式去除溶剂2而得。

3.根据权利要求2所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，所述b方法中的溶剂1为乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种，所述碳纳米颗粒与溶剂1的质量体积比为10g:1ml-1g:300ml，所述c方法中的溶剂2为乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种，所述环氧树脂与溶剂2的质量体积比为1g:1ml-1g:10ml。

4.根据权利要求1所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，所述步骤(3)中进行辐射时电子束辐射剂量具有累加效应，辐射方式为以下一种或几种：

5.根据权利要求1所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，所述碳纳米颗粒为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、羧基化碳纳米管、羟基化碳纳米管、氧化石墨烯、纳米石墨烯片、功能化石墨烯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、乙烯基酯树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的一种或几种混合。

7.根据权利要求1所述的碳纳米颗粒/环氧树脂界面强化的电子束辐射致交联方法，其特征在于，步骤(3)中所述固化方式为γ射线固化、X射线固化、紫外光固化、红外灯固化、热烘箱固化、火焰固化、微波固化中的一种或几种。