CN115418130A - 一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，包括纳米材料改性、改性环氧树脂制备；其中，纳米材料改性的过程为：纳米材料加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米材料。本发明提供的改性环氧树脂制备方法，能够使改性纳米材料在环氧树脂中分布均匀，进而提高改性环氧树脂的耐磨性能。该制备方法简单、易于操作和使用，适于大范围推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及改性复合材料技术领域，具体涉及一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法。
背景技术
环氧树脂是一种热固性树脂，因其固化方便、粘附力强、收缩性低、化学性质稳定等优点，在涂料领域有着广泛的应用；然而，由于环氧树脂的交联密度高且存在耐磨性及韧性差等缺点，使其难以应用在航空航天、汽车等领域，从而导致使用范围受限。因此，对其改性提高其性能成为研究重点和热点。
改性聚合物是被广泛应用于飞行、汽车和配件行业的重要材料，如链轮、凸轮、板和垫圈等配件，因改性聚合物在重量等方面比金属材质更具优势，使其应用更为广泛。
在提高聚合物改性后的摩擦性能时，通常在涂料中添加颗粒材料，颗粒材料的硬度较高，使得涂层受到磨损时能够代替有机涂层承受磨损，从而造成阴影效应，达到保护涂层的目的。
目前常用的颗粒材料为纳米颗粒，然而由于纳米颗粒表面能较高，容易发生团聚；而在有机涂料中，如果纳米颗粒团聚，会造成涂层内部缺陷，从而影响涂层的性能，因此，如何提高纳米颗粒的性能避免其在有机涂料中发生团聚现象对纳米颗粒的使用来说具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，该方法中，纳米材料改性的过程为：纳米材料加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米材料。本发明提供的改性环氧树脂制备方法，能够使改性纳米材料在环氧树脂中分布均匀，进而提高改性环氧树脂的耐磨性能。该制备方法简单、易于操作和使用，适于大范围推广应用。
本发明的技术方案如下：
一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，包括纳米材料改性、改性环氧树脂制备；
其中，纳米材料改性的过程为：纳米材料加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米材料。
进一步的，所述纳米材料为纳米二氧化钛。
进一步的，所述异丙醇溶液中，异丙醇与水质量比为2∶1。
进一步的，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；偶联剂的添加质量为纳米材料的5-15％。
进一步的，所述改性环氧树脂制备，过程为：
将改性纳米材料添加到二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，超声处理后加入环氧树脂，搅拌后，继续超声处理2h，然后加入固化剂，搅拌后，脱泡，得到改性环氧树脂。
进一步的，所述以环氧树脂质量计算改性纳米材料的添加量为0.5-10wt.％。
进一步的，所述当改性纳米材料为改性二氧化钛时，改性二氧化钛的添加量分别为0.5wt.％、1wt.％、5wt.％或10wt.％。
进一步的，所述二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，二甲苯与正丁醇的质量比为5∶2。
进一步的，所述固化剂的用量为环氧树脂重量的85-93％。
进一步的，所述固化剂为聚酰胺固化剂，所述环氧树脂为E44环氧树脂。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的改性环氧树脂制备方法，能够使改性纳米材料在环氧树脂中分布均匀，进而提高改性环氧树脂的耐磨性能。该制备方法简单、易于操作和使用，适于大范围推广应用。
2、本发明中，使用偶联剂对纳米材料改性，利用偶联剂的亲水基和亲油基性能，能够将纳米材料和环氧树脂有效连接，提高纳米材料在环氧树脂中的分散性均匀，改善改性环氧树脂的耐磨性能。
3、本发明提供的改性环氧树脂中，纳米材料经过偶联剂改性后，获得的改性环氧树脂涂层具有致密性高的优点，使涂层的摩擦性能大大提高，从克服了环氧树脂本身的缺陷。
附图说明
图1为实施例1-5的耐磨性测试数据图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，包括纳米二氧化钛改性、改性环氧树脂制备；
(1)制备改性纳米二氧化钛：
纳米二氧化钛加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米二氧化钛；
异丙醇溶液中，异丙醇与水的质量比为2∶1；
偶联剂为铝酸酯偶联剂；偶联剂的添加质量为纳米二氧化钛的10％；
(2)制备改性环氧树脂：
将改性纳米二氧化钛添加到二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，以环氧树脂质量计算改性二氧化钛的添加量为1wt.％；
二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，二甲苯与正丁醇的质量比为5∶2；
超声处理后加入环氧树脂，环氧树脂为E44环氧树脂；
搅拌后，继续超声处理2h，然后加入聚酰胺固化剂，聚酰胺固化剂的用量为环氧树脂重量的90％；
搅拌后，脱泡，得到改性环氧树脂。
实施例2
一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，包括纳米二氧化钛改性、改性环氧树脂制备；
(1)制备改性纳米二氧化钛：
纳米二氧化钛加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米二氧化钛；
异丙醇溶液中，异丙醇与水的质量比为2.5∶1；
偶联剂为铝酸酯偶联剂；偶联剂的添加质量为纳米二氧化钛的5％；
(2)制备改性环氧树脂：
将改性纳米二氧化钛添加到二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，以环氧树脂的质量计算改性二氧化钛的添加量为0.5wt.％；
二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，二甲苯与正丁醇的质量比为4∶2；
超声处理后加入环氧树脂，环氧树脂为E44环氧树脂；
搅拌后，继续超声处理2h，然后加入聚酰胺固化剂，聚酰胺固化剂的用量为环氧树脂重量的85％；
搅拌后，脱泡，得到改性环氧树脂。
实施例3
一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，包括纳米二氧化钛改性、改性环氧树脂制备；
(1)制备改性纳米二氧化钛：
纳米二氧化钛加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米二氧化钛；
异丙醇溶液中，异丙醇与水的质量比为3∶1；
偶联剂为铝酸酯偶联剂；偶联剂的添加质量为纳米二氧化钛的15％；
(2)制备改性环氧树脂：
将改性纳米二氧化钛添加到二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，以环氧树脂的质量计算改性二氧化钛的添加量为10wt.％；
二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，二甲苯与正丁醇的质量比为6∶2；
超声处理后加入环氧树脂，环氧树脂为E44环氧树脂；
搅拌后，继续超声处理2h，然后加入聚酰胺固化剂，聚酰胺固化剂的用量为环氧树脂重量的93％；
搅拌后，脱泡，得到改性环氧树脂。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，在步骤(2)中，以环氧树脂的质量计算改性二氧化钛的添加量为5wt.％。
实施例5
与实施例1的区别在于，未添加纳米二氧化钛。
涂层：使用自动涂膜器将改性环氧树脂涂料均匀涂抹在玻璃板上；涂层摩擦测试方法参照GB/T 1768-2006《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》，用固定在磨耗试验仪上的橡胶砂轮磨擦涂层，试验时在橡胶砂轮上加上250g的砝码，以经过规定次数的磨擦循环后涂层的质量损耗来表示涂层的耐磨损性能。磨耗转数分别为5000、8000、10000、12000、15000。
磨损标准：规定次数的磨擦循环后涂层的质量损耗(称量测试前后质量，记录质量差为损耗质量)。
检测结果见附图1，结合图1可知，按质量百分比1％纳米二氧化钛的添加量为最佳耐磨组分，与单独环氧树脂(实施例5)相比，磨损率降低75％。
尽管通过参考优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括纳米材料改性、改性环氧树脂制备；
其中，纳米材料改性的过程为：纳米材料加入异丙醇溶液中，然后加入偶联剂，加热回流后经离心、洗涤、干燥、汽粉后得到改性纳米材料。
2.如权利要求1所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述纳米材料为纳米二氧化钛。
3.如权利要求1所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述异丙醇溶液中，异丙醇与水质量比为2∶1。
4.如权利要求1所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂；偶联剂的添加质量为纳米材料的5-15％。
5.如权利要求1所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述改性环氧树脂制备，过程为：
将改性纳米材料添加到二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，超声处理后加入环氧树脂，搅拌后，继续超声处理2h，然后加入固化剂，搅拌后，脱泡，得到改性环氧树脂。
6.如权利要求5所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，以环氧树脂质量计算所述改性纳米材料的添加量为0.5-10wt.％。
7.如权利要求6所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述当改性纳米材料为改性二氧化钛时，改性二氧化钛的添加量分别为0.5wt.％、1wt.％、5wt.％或10wt.％。
8.如权利要求5所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述二甲苯与正丁醇的混合溶剂中，二甲苯与正丁醇的质量比为5∶2。
9.如权利要求5所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述固化剂的用量为环氧树脂重量的85-93％。
10.如权利要求5所述的高摩擦性能改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺固化剂，所述环氧树脂为E44环氧树脂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221202 |
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