[发明专利]包含含有表面键合的疏水改性的烷基基团的纳米粒子的可固化树脂

说明书

本发明所公开的各种实施方案涉及包含纳米粒子的树脂，所述纳米粒子包含表面键合的疏水改性的烷基基团。本发明提供了包含可固化树脂的树脂组分。所述树脂组分还包含分散于所述树脂中的纳米粒子。所述纳米粒子各自独立地包含表面键合的疏水改性的(C₁‑C₅₀)烃基基团。所述(C₁‑C₅₀)烃基基团中的至少一种为(C₁‑C₅₀)烷基基团并且所述表面键合的疏水改性的(C₁‑C₅₀)烃基基团中的至少一种为(C₆‑C₅₀)芳基基团。

背景技术

纳米粒子增强的热固性树脂具有宽范围的应用，所述应用包括纤维复合材料、运动用品、喷气发动机部件、汽车部件、压缩气瓶和组合物。探索纳米粒子树脂改性的用途的驱动因素之一是使用此类树脂向复合材料部件提供增强的强度/刚度，从而允许生产轻量复合材料部件。

纳米粒子增强的树脂在高温环境(诸如在航空航天和运输应用中遇到的那些)中的使用增加，已经重新鼓舞了与热/湿条件下的机械性能保持和性能相关的研究。

发明内容

在各种实施方案中，本发明提供了一种树脂组分。所述树脂组分包含可固化树脂。所述树脂组分包含分散于所述树脂中的纳米粒子。所述纳米粒子各自独立地包含表面键合的疏水改性的(C₁-C₅₀)烃基基团。所述(C₁-C₅₀)烃基基团中的至少一种为(C₁-C₅₀)烷基基团并且所述表面键合的疏水改性的(C₁-C₅₀)烃基基团中的至少一种为(C₆-C₅₀)芳基基团。

在各种实施方案中，本发明提供了一种树脂体系。所述树脂体系包含所述树脂组分。所述树脂体系还包含固化剂组分。

在各种实施方案中，本发明提供了一种形成所述树脂体系的方法。所述方法包括将所述树脂组分与所述可固化组分混合以形成树脂体系。

在各种实施方案中，本发明提供了所述树脂体系的固化产物。

在各种实施方案中，本发明提供了形成固化产物的方法。所述方法包括固化包含树脂体系的反应混合物。固化所述反应混合物形成所述树脂体系的固化产物。

在各种实施方案中，本发明提供了包括所述树脂体系的固化产物的制品。

在各种实施方案中，本发明提供了包括环氧树脂的树脂组分。所述环氧树脂为所述树脂组分的约35重量％至约90重量％。所述树脂组分包括分散于所述树脂中的纳米粒子。所述纳米粒子具有约5nm至约500nm的粒度。所述纳米粒子为所述树脂组分的约15重量％至约65重量％。所述纳米粒子各自独立地包含表面键合的疏水改性的(C₁-C₅₀)烃基基团。所述(C₁-C₅₀)烃基基团中的至少一些选自苯基基团和(C₁-C₁₀)烷基基团，其中所述苯基基团与所述(C₁-C₁₀)烷基基团的摩尔比为约95:5至约50:50。

在各种实施方案中，树脂组分，包含所述树脂组分的树脂体系及其固化产物可具有优于其他可固化材料及其固化产物的某些优点。例如，在各种实施方案中，与其他树脂组分相比，本发明的树脂组分可具有增加的架藏寿命，诸如通过使其粘度比其他可固化树脂基本上保持更长的时间段。在各种实施方案中，本发明的树脂体系可具有比其他树脂体系更低的粘度，使得所述树脂体系可加工并且适用于树脂传递成型、长丝卷绕、丝束铺放、树脂渗透工艺、拉挤成型、或它们的组合。