[发明专利]一种SiO2

说明书

本发明涉及环氧树脂技术领域，且公开了一种SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂，包括以下配方原料及组分：环氧树脂、SiO₂接枝聚酰胺固化剂、消泡剂。该一种SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂，纳米多孔SiO₂比表面积更大，可以增加纳米SiO₂表面的羟基含量，提高环氧基硅烷偶联剂的接枝率，环氧基团与有机胺的氨基进行开环反应，以有机胺接枝纳米SiO₂的端氨基作为化学反应位点，与丙烯酸酯进行迈克尔加成反应，得到SiO₂接枝聚酰胺，以其作为固化剂，大量的氨基和亚氨基与环氧树脂开环交联固化，将纳米SiO₂共价接枝引入环氧树脂涂膜材料的基体中，避免了纳米SiO₂团聚和沉降的问题，增强了材料的拉伸强度和断裂伸长率。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，具体为一种SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂及其制法。

背景技术

随着复合材料的研究不断发展，将无机纳米材料引入有机聚合物材料体系中，形成无机-有机复合材料体系，不仅具备了有机树脂基复合材料多功能性的优点，同时具备了无机纳米材料高度的、耐高温等优点，具有广阔的发展前景。

环氧树脂是一种应用广泛的热固性树脂，环氧树脂的主要品种有结构胶、耐高温胶、导电胶、密封胶潜伏性固化胶等，在土木建筑、电子电器、航空航天等领域具有重要的应用，但是环氧树脂涂膜的脆性较大，韧性和拉伸强度等机械性能不高，目前对于环氧树脂的改性方法主要有固化剂改性、反应型稀释剂改性、填充材料改性等方法，可以将纳米无机材料如纳米二氧化硅、石墨烯、碳纳米管等材料引入环氧树脂基体中，而通过简单机械混合的方法进行填充，会导致纳米二氧化硅在环氧树脂基体发生团聚和沉降，严重影响了材料的机械性能。

(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SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂及其制法，解决了环氧树脂拉伸强度等机械性能不高的问题，同时解决了纳米二氧化硅在环氧树脂基体容易发生团聚和沉降的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂，包括以下原料及组分：环氧树脂、SiO₂接枝聚酰胺固化剂、消泡剂，质量比为100:30-50:0.2-0.8。

优选的，所述SiO₂接枝聚酰胺固化剂增韧改性环氧树脂制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为3-5:1，加入十六烷基三甲基溴化铵，滴加氨水调节溶液pH至9-10，再加入正硅酸乙酯，与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为6-8:1，匀速搅拌反应5-10h，将溶液离心分离除去溶剂，固体产物分散在乙醇溶剂中，在恒温水浴锅中，加热至40-70℃，匀速搅拌12-24h，过滤、洗涤并干燥，固体产物置于马弗炉中，在300-400℃下保温煅烧2-3h，制备得到纳米多孔SiO₂。

(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和纳米多孔SiO₂，超声分散均匀后加入环氧基硅烷偶联剂，在恒温水浴锅中，加热至60-90℃，匀速搅拌反应10-20h，过滤、洗涤并干燥，制备得到环氧化纳米SiO₂。

(3)向反应瓶中通入氮气，加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂和环氧化纳米SiO₂，超声分散均匀后加入有机胺，置于恒温水浴锅中，加热至50-80℃，匀速搅拌反应6-12h，将温度降至30-40℃，再加入丙烯酸甲酯，匀速搅拌反应3-8h，再升温至80-120℃，反应20-30h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤并干燥，制备得到SiO₂接枝聚酰胺固化剂。