CN116814157A - 一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 - Google Patents
一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116814157A CN116814157A CN202310507897.6A CN202310507897A CN116814157A CN 116814157 A CN116814157 A CN 116814157A CN 202310507897 A CN202310507897 A CN 202310507897A CN 116814157 A CN116814157 A CN 116814157A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- poss
- epoxy resin
- epoxy
- nano material
- organic coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 53
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 12
- JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC JRMUNVKIHCOMHV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 22
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 claims description 17
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VFXXTYGQYWRHJP-UHFFFAOYSA-N 4,4'-azobis(4-cyanopentanoic acid) Chemical compound OC(=O)CCC(C)(C#N)N=NC(C)(CCC(O)=O)C#N VFXXTYGQYWRHJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical group [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical group [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- -1 electronic industry Substances 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 239000002103 nanocoating Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
Abstract
本发明涉及涂料技术领域，且公开了一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法。羧基化POSS在四丁基溴化铵催化剂的催化下与环氧树脂反应得到环氧树脂接枝POSS。环氧树脂接枝POSS与纳米二氧化硅反应得到纳米材料的环氧有机涂料。纳米粒子均匀分布环氧树脂和POSS链之间，因为当涂料受到外力冲击时，刚性粒子的存在易产生应力集中效应而引发其周围基体树脂产生的银纹，吸收一定的变形功，停止开裂不致发展为破坏性开裂，由于POSS和无机纳米二氧化硅均具有的硅氧硅结构，受热时表面形成一层熔融的玻璃层，达到更好的隔热阻燃效果。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体为一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法。
背景技术
POSS是一种笼性结构的多面体低聚倍半硅氧烷，其中富含大量Si-O-Si无机结构，由于其结构的特殊性，使其具有优异的热稳定性、力学性能、阻燃性，广泛应用于涂料、材料等领域中。如申请公布号为CN109735203A的专利《一种半封闭笼状三官能环氧醚基POSS组合料、涂料及制备方法》公开了一种半封闭笼状三官能环氧醚基POSS组合料、涂料及制备方法，与未经改性的环氧树脂涂层相比，该发明三官能环氧醚基POSS杂化的环氧树脂涂层，透明性好，耐热稳定性与介电性能均得到有益改善。
环氧树脂是一种含有环氧基团的一类聚合物的总称，属于一种热固性聚合物，具有优异的机械稳定性、耐热性、耐化学药品性，广泛应用于胶黏剂、建筑、机械、涂料以及电子电气绝缘等领域。但是环氧树脂固化后呈三维网状结构，其固化体交联密度较高，存在内应力大、质脆、耐冲击性差、耐候性较差等缺点。二氧化硅是一种无机酸性化合物，具有化学性质稳定、耐腐蚀、低表面自由能以及热稳定性好等性能，广泛应用于玻璃、纤维、电子工业、涂料等领域。如文献《纳米二氧化硅阻燃环氧树脂研究》报道了采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅进行表面改性，制备有机改性纳米二氧化硅，并与环氧树脂合成纳米复合材料。发现有机改性纳米二氧化硅可以提高复合材料的弹性模量和阻燃性能。
本发明制备得到的一种纳米材料的环氧有机涂料，其中的POSS和二氧化硅具有的硅氧硅键能够增强环氧树脂涂料的热稳定性、冲击强度、拉伸强度。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，制备得到涂料中具有较多的硅氧硅结构，因此具有优异的热稳定性、抗冲击性、抗拉伸性。
（二）技术方案
一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，所述制备方法为：
（1）羧基化POSS的制备方法
将氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸）搅拌反应，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（2）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、四丁基溴化铵催化剂、环氧树脂、羧基化POSS搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（3）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在70-90℃下，将环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入纳米二氧化硅，搅拌分散，在130-160℃下，搅拌反应3-6h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
进一步地，所述步骤（1）中氨基化POSS与4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸）的摩尔比为1:0.5-0.7。
进一步地，所述步骤（1）中搅拌反应时间为8-12h，反应温度为20-35℃。
进一步地，所述步骤（2）中四丁基溴化铵催化剂的质量分数为0.8%-1.2%。
进一步地，所述步骤（2）中环氧树脂与羧基化POSS的摩尔比为1:1-1.5。
进一步地，所述步骤（2）中搅拌反应时间为2-4h，反应温度为100-140℃。
进一步地，所述步骤（3）中环氧树脂接枝POSS与纳米二氧化硅的质量比为1:0.1-0.3。
进一步地，所述步骤（1）中氨基化POSS的制备方法为：
在30-50℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应5-10h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
进一步地，所述步骤中四甲基氢氧化铵的质量分数为20%-30%。
（三）有益的技术效果
3-氨丙基三乙氧基硅烷，在四甲基氢氧化铵的催化下与甲醇进行反应得到氨基化POSS。氨基化POSS的结构如图，由于POSS特殊的结构，使的其具有良好的增韧效果，当受到外力冲击时，能够终止微裂纹尖端的发展，并且能够引发银纹或分子链重新排列。氨基化POSS与4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸）进行反应得到羧基化POSS。羧基化POSS在四丁基溴化铵催化剂的催化下与环氧树脂反应得到环氧树脂接枝POSS。纳米材料具有很多优异的特性，向环氧树脂中加入无机纳米材料，可以使有机相和无机相在纳米界面上成各种键合作用，促进金属界面钝化层的形成，增强纳米涂层的热稳定性、耐磨性等力学性能。因此将环氧树脂接枝POSS与纳米二氧化硅，反应得到纳米材料的环氧有机涂料。其中的纳米二氧化硅分子结构呈三维链状结构，表面存在大量不饱和残键和不同键合状态，可与环氧树脂上的羟基发生脱水缩合，从而在树脂中引入硅氧柔性链段和富有弹性的网状硅氧四面体结构，形成一种无
机-有机杂化的复合结构。此外，纳米粒子均匀分布环氧树脂和POSS链之间，具有较高的流动性，使得涂料的强度、韧性、延展性、耐磨性均有较大的提高，因为当涂料受到外力冲击时，刚性粒子的存在易产生应力集中效应而引发其周围基体树脂产生的银纹，吸收一定的变形功，且由于粒子的存在，使得基体树脂中的银纹扩展受阻和钝化，最终停止开裂不致发展为破坏性开裂，此外纳米粒子间的基体树脂也会产生塑形形变，吸收一定的冲击能，随着离子的细微化，其表面积将进一步增大，使得纳米粒子与基体树脂间的接触面也增大，当材料受到冲击时，会产生更多的银纹和塑性形变，并吸收更多的冲击能，以达到增韧的效果。并且，由于POSS和无机纳米二氧化硅均具有的硅氧硅结构，当热量从涂层表面传递到涂层内部时，树脂吸收热量分解成小分子，其中生成的小分子气体可以携带热量从涂层表面逸出，形成气流，起到降低热传导的作用。小分子树脂间会聚合重新形成更为稳定的碳链结构，形成致密的碳化层，有效隔热，并且其中的无机硅氧结构会在表面形成一层熔融的玻璃层，达到更好的隔热阻燃效果。
附图说明
图1是环氧有机涂料的热重分析图。
实施方式
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在40℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为25%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应8h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入6mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在20℃下，搅拌反应8h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为0.9%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、9mol的羧基化POSS，在120℃下，搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在80℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入14g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在140℃下，搅拌反应5h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在45℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为25%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应7h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入7mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在30℃下，搅拌反应12h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为0.9%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、8mol的羧基化POSS，在130℃下，搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在70℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入12g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在130℃下，搅拌反应3h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在30℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为20%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应5h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入8mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在30℃下，搅拌反应10h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为0.8%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、6mol的羧基化POSS，在100℃下，搅拌反应2h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在90℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入18g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在160℃下，搅拌反应6h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在50℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为30%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应8h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入6mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在35℃下，搅拌反应10h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为1.2%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、9mol的羧基化POSS，在140℃下，搅拌反应4h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在80℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入16g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在140℃下，搅拌反应5h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在50℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为30%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应10h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入8mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在30℃下，搅拌反应11h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为1%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、8mol的羧基化POSS，在120℃下，搅拌反应4h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在80℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入16g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在140℃下，搅拌反应4h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
实施例
（1）氨基化POSS的制备方法
在30℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、质量分数为30%的四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应8h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
（2）羧基化POSS的制备方法
将12mol的氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入8.4mol的4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸），在35℃下，搅拌反应12h，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS。
（3）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、质量分数为0.8%的四丁基溴化铵催化剂、6mol的环氧树脂、8mol的羧基化POSS，在110℃下，搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS。
（4）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在70℃下，将120g的环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入16g的纳米二氧化硅，搅拌分散，在150℃下，搅拌反应5h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
根据GB/T2567-2008，采用拉伸试验机测试纳米材料的环氧有机涂料的拉伸强度。
根据GB/T2567-2008，采用简支梁式摆锤试验机测试纳米材料的环氧有机涂料的冲击强度。
采用热重分析仪测试纳米材料的环氧有机涂料的热稳定性。
实施例6的纳米材料的环氧有机涂料的冲击强度最大为7.0kJ·m-2。实施例5的环氧有机涂料的拉伸强度最大为55.6MPa。
实施例1-6的环氧有机涂料的热稳定性均表现较好。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。
Claims (9)
1.一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：
（1）羧基化POSS的制备方法
将氨基化POSS溶于装有N,N-二甲基甲酰胺的烧瓶中搅拌溶解，在氮气的保护下，向其中加入4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸）搅拌反应，去离子水洗涤、真空干燥，得到羧基化POSS；
（2）环氧树脂接枝POSS的制备方法
向烧瓶中依次加入二甲苯溶剂、四丁基溴化铵催化剂、环氧树脂、羧基化POSS搅拌反应，反应结束后，冷却至室温，倒出上层清液，得到下层液体为环氧树脂接枝POSS；
（3）纳米材料的环氧有机涂料的制备方法
在70-90℃下，将环氧树脂接枝POSS置于烧瓶中，再向其中缓慢加入纳米二氧化硅，搅拌分散，在130-160℃下，搅拌反应3-6h，得到纳米材料的环氧有机涂料。
2.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中氨基化POSS与4,4'-偶氮双（4-氰基戊酸）的摩尔比为1:0.5-0.7。
3.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌反应时间为8-12h，反应温度为20-35℃。
4.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中四丁基溴化铵催化剂的质量分数为0.8%-1.2%。
5.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中环氧树脂与羧基化POSS的摩尔比为1:1-1.5。
6.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中搅拌反应时间为2-4h，反应温度为100-140℃。
7.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中环氧树脂接枝POSS与纳米二氧化硅的质量比为1:0.1-0.3。
8.根据权利要求1所述的基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中氨基化POSS的制备方法为：
在30-50℃下，向装有去离子水的烧瓶中依次加入甲醇、四甲基氢氧化铵，3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反应5-10h，减压、蒸馏、浓缩、静置、抽滤、丙酮洗涤、干燥得到八氨丙基笼形倍半硅氧烷。
9.根据权利要求8所述的氨基化POSS的制备方法，其特征在于：所述步骤中四甲基氢氧化铵的质量分数为20%-30%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310507897.6A CN116814157A (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310507897.6A CN116814157A (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116814157A true CN116814157A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88113476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310507897.6A Withdrawn CN116814157A (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116814157A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117384473A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种用于光伏组件的高反射率共聚酯间隙膜 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101597385A (zh) * | 2009-07-09 | 2009-12-09 | 华东理工大学 | 一种基于倍半硅氧烷改性超薄型防火涂料聚合物基体的制备方法 |
| US20120071582A1 (en) * | 2010-09-22 | 2012-03-22 | Science Applications International Corporation | Direct-to-metal and exterior durable non-skid coating |
| CN102516663A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种高强度、超高韧性聚丙烯纳米复合材料及其制备方法 |
| CN105297448A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-03 | 山东大学 | 一种碳纤维用界面增强型纳米二氧化硅改性环氧树脂上浆剂 |
| CN106995641A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-01 | 晶锋集团股份有限公司 | 一种环氧基多面体倍半硅氧烷改性的环氧树脂基导热绝缘涂层及其制备方法 |
| CN115216170A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-21 | 宏元(江门)化工科技有限公司 | 一种水性环氧树脂防腐涂料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-05-08 CN CN202310507897.6A patent/CN116814157A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101597385A (zh) * | 2009-07-09 | 2009-12-09 | 华东理工大学 | 一种基于倍半硅氧烷改性超薄型防火涂料聚合物基体的制备方法 |
| US20120071582A1 (en) * | 2010-09-22 | 2012-03-22 | Science Applications International Corporation | Direct-to-metal and exterior durable non-skid coating |
| CN102516663A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 上海普利特复合材料股份有限公司 | 一种高强度、超高韧性聚丙烯纳米复合材料及其制备方法 |
| CN105297448A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-02-03 | 山东大学 | 一种碳纤维用界面增强型纳米二氧化硅改性环氧树脂上浆剂 |
| CN106995641A (zh) * | 2017-04-25 | 2017-08-01 | 晶锋集团股份有限公司 | 一种环氧基多面体倍半硅氧烷改性的环氧树脂基导热绝缘涂层及其制备方法 |
| CN115216170A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-21 | 宏元(江门)化工科技有限公司 | 一种水性环氧树脂防腐涂料及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117384473A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-12 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种用于光伏组件的高反射率共聚酯间隙膜 |
| CN117384473B (zh) * | 2023-12-12 | 2024-02-27 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种用于光伏组件的高反射率共聚酯间隙膜 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN116814157A (zh) | 一种基于纳米材料的环氧有机涂料的制备方法 | |
| CN101955631B (zh) | 聚苯胺改性多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备方法 | |
| CN105778424B (zh) | 一种碳纳米管、碳纤维协同改性环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN113462127A (zh) | 一种改性氮化硼、含其的复合材料、其制备方法及应用 | |
| CN109265922B (zh) | 一种高韧性自催化环氧树脂及制备方法 | |
| CN109535652A (zh) | 基于硅/钛复合溶胶改性环氧树脂制备杂化材料的方法 | |
| Jia et al. | Enhanced interfacial and mechanical properties of basalt fiber reinforced poly (aryl ether nitrile ketone) composites by amino-silane coupling agents | |
| CN105647126A (zh) | 低温用石墨烯增强增韧环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN109180941B (zh) | 一种有机-无机杂化八官能环氧poss树脂的制备方法及碳纤维增强复合材料的制备方法 | |
| CN112745501A (zh) | 一种树枝状增韧固化剂其制备方法及其应用 | |
| CN112521091A (zh) | 一种修饰的石墨烯改性水泥基复合材料及其制备方法 | |
| CN112210190A (zh) | 一种Janus颗粒/环氧树脂复合材料 | |
| CN114477797A (zh) | 一种玄武岩纤维表面改性方法 | |
| CN114031896B (zh) | 一种碳纤维缠绕用环氧树脂组合物及其制备方法 | |
| Du et al. | Effects of aramid nanofibers on the mechanical properties of epoxy resin and improved adhesion with aramid fiber | |
| CN108976473B (zh) | 一种改善环氧树脂液氧下应用的含磷硅杂化纳米羟基氧化物的制备方法 | |
| CN112126194B (zh) | 一种增韧改性环氧树脂复合材料的制备方法 | |
| Xu et al. | Healable carbon fiber reinforced epoxy composites: synchronous healing of matrix and interface damage | |
| CN111777917A (zh) | 一种改性刻蚀玄武岩鳞片/环氧树脂复合涂层的制备方法 | |
| CN112409758A (zh) | 一种固体浮力材料及其制备方法和应用 | |
| CN112194822A (zh) | 一种含磷阻燃剂、制备方法、改性环氧树脂 | |
| CN114437657B (zh) | 一种高强度金属环氧ab胶的制备方法 | |
| CN109553929B (zh) | 一种纳米阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN115304922A (zh) | 一种生物基poss/环氧杂化材料的制备方法 | |
| CN106046782B (zh) | 一种改性氰酸酯树脂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20230929 |