CN106189475A - 一种纳米耐磨涂层填料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于功能材料技术领域,具体地说,涉及一种纳米耐磨涂层填料及其制备方法,所述纳米耐磨涂层填料的原料包括纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂、溶剂及碱性胺类物质,其中纳米二氧化硅、异氰酸酯与环氧树脂之间的摩尔比为1:1.5~3:1.5~3。本发明通过异氰酸酯在纳米二氧化硅的表面引入环氧树脂分子,得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅;再利用环氧基团的碱式开环反应,使环氧树脂分子的环氧基团开环形成可参与交联固化的羟基,最终得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅,将其直接添加到高速列车耐磨涂料中,涂层的韧性和致密性均得到提高,涂层的吸水性降低。
Description
技术领域
本发明属于功能材料技术领域,具体地说,涉及一种纳米耐磨涂层填料及其制备方法。
背景技术
国内外大量的研究表明,纳米粒子的添加可以使材料的韧性、强度、延展性均得到大幅提高,所以在填充量很小的情况下能显著改善材料的力学性能。但是由于无机纳米填料其颗粒尺寸小,比表面积大,表面能高,表面原子具有很高的活性,极不稳定,容易与其他原子结合,造成纳米粒子之间容易相互吸引产生团聚,而且由于其与有机树脂之间的表面能差异大,二者之间相容性不好,引起彼此互不亲润,很难在有机树脂介质中均匀分散,从而使纳米粒子在涂层中的作用大大降低,因此必须对其进行改性。
专利号为CN102746715A的中国专利公开了一种以水为溶剂、丙烯酸作为改性剂、过硫酸钾作为引发剂,对纳米二氧化硅直接进行表面聚合改性的方法,得到的粉体粒度分布均匀,粒径小,分散性好。但是其单体丙烯酸具有较强的腐蚀性,在制备过程中比较危险。专利号为CN104277191A的中国专利公开了一种在催化剂、引发剂存在的条件下,改性剂亲水性单体N-乙烯基吡咯烷酮在二氧化硅表面进行自由基聚合,得到表面接枝亲水性聚合物的纳米二氧化硅,从而降低粒子间的相互作用,减少团聚现象,显著提高其分散性。但是该方法所得纳米粒子在添加过程中仍无法发生化学反应,团聚现象仍然存在。专利号为CN103980697A的中国专利公开了一种以聚氨酯预聚体在硅烷偶联剂和硅酸乙酯的作用下与纳米二氧化硅进行反应,得到纳米二氧化硅改性聚氨酯弹性体。可显著改善聚氨酯弹性体的耐热性和化学稳定性,但是该方法无法改善由于刚性离子的引入而导致的韧性变差问题。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米耐磨涂层填料及其制备方法。将本发明所得纳米耐磨涂层填料直接添加到高速列车耐磨涂层中,涂层的韧性和致密性均得到极大提高,涂层吸水性降低,从而显著提高了涂层的耐蚀性和使用寿命。
为实现上述目的,本发明包括如下步骤:
一种纳米耐磨涂层填料,所述纳米耐磨涂层填料的原料包括纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂、溶剂及碱性胺类物质,其中纳米二氧化硅、异氰酸酯与环氧树脂之间的摩尔比为1:1.5~3:1.5~3。
异氰酸酯通过部分NCO基团与纳米粒子表面活性羟基的反应而多点锚固在纳米粒子表面,而异氰酸酯的剩余NCO基团与环氧树脂带有的羟基反应,实现环氧树脂与异氰酸酯的连接,从而在纳米二氧化硅的表面引入长链的柔性环氧树脂分子,得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅,即改性二氧化硅;利用环氧基团的碱式开环反应,通过加入碱性胺类物质使表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅表面带有的环氧基团开环形成可参与交联固化的羟基,得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅,即纳米耐磨涂层填料。
将本发明所得纳米耐磨涂层填料直接添加到高速列车耐磨涂层中,由于表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅粒子间存在空间位阻,使纳米粒子之间的相互吸引作用大大降低,阻止了纳米粒子间的团聚,又由于表面接枝的羟基柔性链段可参与固化反应,由此提高了纳米粒子与有机树脂的相容性,改善了纳米粒子在涂层中的分散性,解决了涂层中有机无机相界面融合问题,进一步地,提高了涂层的致密性和韧性,并降低了涂层的吸水性,从而显著提高了涂层的耐蚀性和使用寿命。
本发明人按照纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂之间的摩尔比(1:1.5~3:1.5~3)进行反应,发现纳米二氧化硅改性效果显著。从化学角度来看,在上述纳米二氧化硅、异氰酸酯的摩尔比条件下,纳米二氧化硅完全与异氰酸酯的NCO基团反应,然后添加与异氰酸酯同等比例的环氧树脂,剩余NCO基团完全与环氧树脂反应,从而使环氧树脂接枝到纳米二氧化硅表面,进而使纳米二氧化硅的改性效果显著。
所述纳米二氧化硅表面的羟基含量为30%~60%。
表面羟基含量对纳米二氧化硅的改性至关重要,选择表面羟基含量为30%~60%的纳米二氧化硅作为原料,有利于纳米二氧化硅表面接枝,可以确保纳米二氧化硅的改性效果。如果纳米二氧化硅表面羟基含量过低,导致表面不能进行接枝,造成纳米二氧化硅改性失败,如果纳米二氧化硅表面羟基含量过高,其与异氰酸酯的大部分NCO基团反应,导致异氰酸酯仅有少部分NCO基团与环氧树脂带有的羟基反应,进而使纳米二氧化硅的改性效果差。
所述异氰酸酯为多异氰酸酯,包括六亚甲基二异氰酸酯的二聚体、三聚体;所述环氧树脂为含有羟基的双酚A型环氧树脂;所述溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮;所述碱性胺类物质为长链胺类化合物,包括乙醇胺、正丁胺、三乙胺。
本发明还提供了所述纳米耐磨涂层填料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将纳米二氧化硅进行干燥处理,异氰酸酯、环氧树脂及溶剂分别进行除水处理;
(2)将纳米二氧化硅、溶剂及异氰酸酯置于干燥的反应容器中搅拌并在室温条件下完全反应,然后加入环氧树脂的二甲苯溶液,加完后进行再反应,再反应完成后经溶剂洗涤、抽滤、干燥,即得到改性纳米二氧化硅。
(3)将改性纳米二氧化硅及溶剂置于干燥的反应容器中搅拌,然后加入碱性胺类物质,加完后进行再反应,再反应完成后经溶剂洗涤、抽滤、干燥,即得到纳米耐磨涂层填料。
异氰酸酯与水反应,因此为保证反应的高效进行,反应开始前需减少反应物及反应容器的含水量,其中,纳米二氧化硅置于120℃的烘箱内干燥至恒重;异氰酸酯进行除水处理;环氧树脂在120℃真空烘箱内干燥至恒重,或将环氧树脂溶于二甲苯中,用二甲苯恒沸带水至无水带出为止,将二甲苯蒸出后密封保存;溶剂通过分子筛除水;反应容器也进行干燥处理。
步骤(2)中所述反应容器中充有保护气体,保护气体包括氮气。
反应容器中充保护气体的目的在于防止空气中的水与异氰酸酯反应,保证反应的高效进行。
步骤(2)中所述加入环氧树脂的二甲苯溶液的温度条件为30~90℃,加入速度为10~60滴/分钟。
上述条件下加入环氧树脂的二甲苯溶液,可以确保纳米二氧化硅接枝环氧基团反应能够发生且确保反应速度可控。
步骤(2)中所述再反应温度为100~200℃,时间为8~24h。
采取上述反应温度及反应时间,其目的在于将反应产生的水分进行蒸发去除。
步骤(3)中所述改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比为1:2~4。
本发明人按照改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比(1:2~4)进行反应,发现纳米二氧化硅改性效果显著。从化学角度来看,在上述改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质的摩尔比条件下,纳米二氧化硅表面接枝的环氧基团完全打开,形成活性羟基。
步骤(3)中所述加入碱性胺类物质的温度条件为30~90℃,加入速度为10~60滴/分钟。
上述条件下加入碱性胺类物质,可以确保纳米二氧化硅接枝环氧基团能与碱性胺类物质发生反应而生成活性羟基,且确保反应速度可控。
步骤(3)中所述再反应温度为30~90℃,时间为1~2h。
采取上述反应温度及反应时间,其目的在于确保反应完全反应并且确保产物成分均匀。
与现有技术相比,将本发明所得纳米耐磨涂层填料直接添加到高速列车耐磨涂料中,涂层的韧性和致密性均得到极大提高,涂层吸水性降低,从而显著提高了涂层的耐蚀性和使用寿命。
附图说明
图1为本发明中纳米二氧化硅表面接枝环氧树脂前后的红外谱图;
图2为本发明中所得改性纳米二氧化硅表面接枝羟基柔性链段前后的红外谱图;
图3为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料的涂层的电镜扫面图;
图4为添加纳米二氧化硅的涂层的电镜扫面图;
图5为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸性能;
图6为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的饱和吸水率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将100g表面羟基含量为30%的干燥纳米二氧化硅、30g无水六亚甲基二异氰酸酯二聚体、1000ml无水甲苯置于干燥烧瓶中,将烧瓶内气体抽出后充入N2作为保护性气体,在室温条件下高速搅拌10min后完全反应,然后在30℃下将80g无水环氧树脂的甲苯溶液以30滴/分钟的速度滴入烧瓶中,滴完后温度升高到150℃进行再反应,反应时间为15h,再反应完成后用无水甲苯反复离心洗涤,除去未反应的六亚甲基二异氰酸酯三聚体和环氧树脂,抽滤、干燥即得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅。
将100g表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅、500ml无水甲苯置于干燥的三口烧瓶中,然后在磁力搅拌的作用下于60℃下将80g乙醇胺以30滴/分钟的速度滴入三口烧瓶中,滴完后温度降低到30℃进行再反应,反应时间为2h,再反应完成后用无水甲苯反复洗涤,除去未反应的乙醇胺,抽滤、干燥即得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅。
经检测,改性纳米二氧化硅的接枝率为16%。经涂层性能测定,添加表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅的涂层的吸水率降低了10%,涂层的拉伸强度提高了32%,涂层的断裂伸长率提高了21%。
实施例2
将100g表面羟基含量为40%的干燥纳米二氧化硅、40g无水六亚甲基二异氰酸酯三聚体、500ml无水二甲苯置于干燥烧瓶中,将烧瓶内气体抽出后充入N2作为保护性气体,在室温条件下高速搅拌30min后完全反应,然后在60℃下将100g无水环氧树脂的二甲苯溶液以10滴/分钟的速度滴入烧瓶中,滴完后温度升高到100℃进行再反应,反应时间为24h,再反应完成后用无水二甲苯反复离心洗涤,除去未反应的六亚甲基二异氰酸酯三聚体和环氧树脂,抽滤、干燥即得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅。
将100g表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅、500ml无水二甲苯置于干燥的三口烧瓶中,然后在磁力搅拌的作用下于室温条件下将100g正丁胺以10滴/分钟的速度滴入三口烧瓶中,滴完后温度升高到90℃进行再反应,反应时间为2h,再反应完成后用无水二甲苯反复洗涤,除去未反应的正丁胺,抽滤、干燥即得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅。
经检测,改性纳米二氧化硅的接枝率为26%。经涂层性能测定,添加表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅的涂层的吸水率降低了20%,涂层的拉伸强度提高了62%,涂层的断裂伸长率提高了46%。
实施例3
将100g表面羟基含量为60%的干燥纳米二氧化硅、50g无水六亚甲基二异氰酸酯三聚体、500ml无水甲苯置于干燥烧瓶中,将烧瓶内气体抽出后充入N2作为保护性气体,在室温条件下高速搅拌20min后完全反应,然后在30℃下将150g无水环氧树脂的甲苯溶液以60滴/分钟的速度滴入烧瓶中,滴完后温度升高到200℃进行再反应,反应时间为8h,再反应完成后用无水丙酮反复离心洗涤,除去未反应的六亚甲基二异氰酸酯三聚体和环氧树脂,抽滤、干燥即得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅。
将100g表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅、500ml无水甲苯置于干燥的三口烧瓶中,然后在磁力搅拌的作用下于90℃下将50g三乙胺以60滴/分钟的速度滴入三口烧瓶中,滴完后温度降低到60℃进行再反应,反应时间为1h,再反应完成后用无水丙酮反复洗涤,除去未反应的三乙胺,抽滤、干燥即得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅。
经检测,改性纳米二氧化硅的接枝率为33%。经涂层性能测定,添加表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅的涂层的吸水率降低了25%,涂层的拉伸强度提高了70%,涂层的断裂伸长率提高了51%。
实施例4~10
操作步骤同实施例1,区别仅在于纳米二氧化硅表面的羟基含量不同,具体工艺参数见表1。
表1
实施例11~21
操作步骤同实施例1,区别仅在于纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂之间的摩尔比不同,具体工艺参数见表2。
表2
实施例22~28
操作步骤同实施例1,区别仅在于加入环氧树脂的二甲苯溶液时的温度条件不同,具体工艺参数见表3。
表3
实施例 | 温度(℃) |
22 | 25 |
23 | 28 |
24 | 30 |
25 | 50 |
26 | 90 |
27 | 95 |
28 | 100 |
实施例29~35
操作步骤同实施例1,区别仅在于改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比不同,具体工艺参数见表4。
表4
实施例36~42
操作步骤同实施例1,区别仅在于加入碱性胺类物质时的温度条件不同,具体工艺参数见表5。
表5
实施例 | 温度(℃) |
36 | 25 |
37 | 28 |
38 | 30 |
39 | 50 |
40 | 90 |
41 | 95 |
42 | 100 |
试验例1纳米二氧化硅表面的羟基含量的筛选
相同条件下,检测添加本发明实施例4~10所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率。与不添加填料的涂层相比,添加填料的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率发生变化,见表6。
表6
由表6可知,纳米二氧化硅表面的羟基含量低于30%及高于60%时,纳米二氧化硅的接枝改性均失败,导致添加所得填料的涂层的拉伸长度、断裂伸长率、吸水率基本没有发生变化。
试验例2纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂之间的摩尔比的筛选
相同条件下,检测添加本发明实施例11~21所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率。与不添加填料的涂层相比,添加填料的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率发生变化,见表7。
表7
由表7可知,纳米二氧化硅、异氰酸酯之间的摩尔比为1:1.5~3时得到的填料添加到涂层中,涂层的拉伸长度、断裂伸长率均明显提高、吸水率明显下降;异氰酸酯、环氧树脂之间的摩尔比为1:1时得到的填料添加到涂层中,涂层的拉伸长度、断裂伸长率均明显提高、吸水率明显下降。
试验例3加入环氧树脂的二甲苯溶液时的温度条件的筛选
相同条件下,检测添加本发明实施例22~28所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率。与不添加填料的涂层相比,添加填料的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率发生变化,见表8。
表8
由表8可知,在温度低于30℃和高于90℃条件下加入环氧树脂的二甲苯溶液得到的填料添加到涂层中,涂层的拉伸长度、断裂伸长率、吸水率无明显变化。
试验例4改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比的筛选
相同条件下,检测添加本发明实施例29~35所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率。与不添加填料的涂层相比,添加填料的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率发生变化,见表9。
表9
由表9可知,改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比为1:2~4时得到的填料添加到涂层中,涂层的拉伸长度、断裂伸长率均明显提高、吸水率明显下降。试验例5加入碱性胺类物质时的温度条件的筛选
相同条件下,检测添加本发明实施例36~42所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率。与不添加填料的涂层相比,添加填料的涂层的拉伸强度、断裂伸长率及吸水率发生变化,见表10。
表10
由表10可知,在温度低于30℃和高于90℃条件下加入碱性胺类物质得到的填料添加到涂层中,涂层的拉伸长度、断裂伸长率、吸水率无明显变化。
试验例6
本发明实施例2中纳米二氧化硅、改性纳米二氧化硅(表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅)、纳米耐磨涂层填料(表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅)的红外谱图如下:
图1为本发明中纳米二氧化硅表面接枝环氧树脂前后的红外谱图;
图2为本发明中所得改性纳米二氧化硅表面接枝羟基柔性链段前后的红外谱图。
表11为本发明的相关峰在红外谱图中对应的波数
波数 | 基团 |
3050cm-1 | 苯环上的C-H伸缩振动峰 |
2970cm-1 | 环氧树脂上甲基伸缩振动峰 |
1249cm-1 | Si-O-C呼吸振动峰 |
910cm-1 | 环氧基团呼吸振动峰 |
综合表11给出的相关数据,可以看出,在图1中出现了苯环上的C-H伸缩振动峰、环氧树脂上甲基伸缩振动峰、Si-O-C呼吸振动峰及环氧基团呼吸振动峰,说明纳米二氧化硅的表面成功引入长链的柔性环氧树脂分子,得到表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅;在图2中环氧基团的呼吸振动峰消失,说明表面接枝环氧树脂的纳米二氧化硅表面带有的环氧基团开环形成可参与交联固化的羟基,得到表面接枝羟基柔性链段的改性纳米二氧化硅。
试验例7
将本发明实施例2所得纳米耐磨涂层填料添加到涂料中,并且以添加相同质量的纳米二氧化硅的涂料作为对比,得到的电镜扫描图如下:
图3为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料的涂层的电镜扫面图;
图4为添加纳米二氧化硅的涂层的电镜扫面图。
由图3可以看出,纳米二氧化硅在涂层中出现明显的团聚现象,由图4可以看出,本发明所得纳米耐磨涂层填料在涂层中基本上以单颗粒的形式均匀分布,未发现明显的团聚现象。这是由于纳米二氧化硅颗粒为无机相,其表面分子结构与涂层内有机树脂的分子结构差异很大,导致彼此之间表面能差异很大,因此界面亲和性不好,存在有机相/无机相之间的严重相分离问题。同时,纳米二氧化硅的表面能处于热力学非稳定状态,极易积聚成团,很难在有机聚合物介质中均匀分散。本发明所得本发明所得纳米耐磨涂层填料粒子间存在空间位阻,使纳米粒子之间的相互吸引作用大大降低,阻止了纳米粒子间的团聚,又由于表面接枝的羟基柔性链段可参与固化反应,由此提高了纳米粒子与有机树脂的相容性,改善了纳米粒子在涂层中的分散性,解决了涂层中有机无机相界面融合问题。
试验例8
将本发明实施例2所得纳米耐磨涂层填料添加到涂料中,测定涂层的拉伸性能和饱和吸水率。
图5为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的拉伸性能;
图6为添加本发明所得纳米耐磨涂层填料前后的涂层的饱和吸水率。
由图5和图6可知,添加本发明所得纳米耐磨涂层填料后涂层的吸水率得到明显下降,涂层的强度和韧性得到明显提高,这是由于涂层内纳米耐磨涂层填料表面接枝的羟基柔性链段与有机树脂间发生化学键合后,不仅抑制了填料在涂层内的团聚,又减少了涂层内有机树脂与填料间的缺陷,使得涂层的吸水率得到很好的抑制,同时改善了涂层材料的强度和韧性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种纳米耐磨涂层填料,其特征在于,所述纳米耐磨涂层填料的原料包括纳米二氧化硅、异氰酸酯、环氧树脂、溶剂及碱性胺类物质,其中纳米二氧化硅、异氰酸酯和环氧树脂之间的摩尔比为1:1.5~3:1.5~3。
2.根据权利要求1所述的一种纳米耐磨涂层填料,其特征在于,所述纳米二氧化硅表面的羟基含量为30%~60%。
3.根据权利要求1所述的一种纳米耐磨涂层填料,其特征在于,所述异氰酸酯为多异氰酸酯,包括六亚甲基二异氰酸酯的二聚体、三聚体;所述环氧树脂为含有羟基的双酚A型环氧树脂;所述溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮;所述碱性胺类物质为长链胺类化合物,包括乙醇胺、正丁胺、三乙胺。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的一种纳米耐磨涂层填料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将纳米二氧化硅进行干燥处理,异氰酸酯、环氧树脂及溶剂分别进行除水处理;
(2)将纳米二氧化硅、溶剂及异氰酸酯置于干燥的反应容器中搅拌并在室温条件下完全反应,然后加入环氧树脂的二甲苯溶液,加完后进行再反应,再反应完成后经溶剂洗涤、抽滤、干燥,即得到改性纳米二氧化硅;
(3)将改性纳米二氧化硅及溶剂置于干燥的反应容器中搅拌,然后加入碱性胺类物质,加完后进行再反应,再反应完成后经溶剂洗涤、抽滤、干燥,即得到纳米耐磨涂层填料。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述反应容器中充有保护气体,保护气体包括氮气。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述加入环氧树脂的二甲苯溶液的温度条件为30~90℃,加入速度为10~60滴/分钟。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述再反应温度为100~200℃,时间为8~24h。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述改性纳米二氧化硅、碱性胺类物质之间的摩尔比为1:2~4。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述加入碱性胺类物质的温度条件为30~90℃,滴加速度为10~60滴/分钟。
10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述再反应温度为30~90℃,时间为1~2h。
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Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
CN109880566A (zh) * | 2019-03-23 | 2019-06-14 | 高路生 | 一种具有高热稳定性电子新材料及其制备方法 |
CN110746917A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-04 | 李志兴 | 一种耐高温环氧树脂胶黏剂的制备方法 |
CN112679972A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-20 | 江苏馨而美木业有限公司 | 一种环保型阻燃耐腐蚀纳米复合纤维基材的制备方法 |
CN115257118A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-01 | 苏州创意体育用品有限公司 | 一种多层复合橡胶垫及其制作方法 |
CN116606559A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-08-18 | 山东弘睿通新材料科技有限公司 | 一种改性气相二氧化硅的制备方法 |
CN118165497A (zh) * | 2024-03-27 | 2024-06-11 | 昆山红苹果塑胶新材料有限公司 | 低透光遮光膜及其加工工艺 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101343440A (zh) * | 2007-07-09 | 2009-01-14 | 德谦企业股份有限公司 | 改性的金属氧化物颗粒的分散液、涂布组合物、以及涂膜 |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
CN101343440A (zh) * | 2007-07-09 | 2009-01-14 | 德谦企业股份有限公司 | 改性的金属氧化物颗粒的分散液、涂布组合物、以及涂膜 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109880566A (zh) * | 2019-03-23 | 2019-06-14 | 高路生 | 一种具有高热稳定性电子新材料及其制备方法 |
CN110746917A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-04 | 李志兴 | 一种耐高温环氧树脂胶黏剂的制备方法 |
CN112679972A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-20 | 江苏馨而美木业有限公司 | 一种环保型阻燃耐腐蚀纳米复合纤维基材的制备方法 |
CN115257118A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-01 | 苏州创意体育用品有限公司 | 一种多层复合橡胶垫及其制作方法 |
CN116606559A (zh) * | 2023-04-12 | 2023-08-18 | 山东弘睿通新材料科技有限公司 | 一种改性气相二氧化硅的制备方法 |
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