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乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球及改性环氧树脂的制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-15 09:03:11
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 郝建平 | 2022-11-15 16:29:47
本发明提供一种乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球的制备方法以及含有该乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球的改性环氧树脂的制备方法。上述方法，用偶联剂对纳米二氧化硅微球进行表面改性，再加入乙烯基单体进行乳液聚合包覆，得到单分散性乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球。该制备方法能耗低，产品纯度高，分散性好，对环境无污染，且对纳米二氧化硅微球表面乙烯基聚合物的包覆状态可通过改变反应条件加以控制。上述改性环氧树脂的制备方法，将复合微球用于改性环氧树脂，可以很好的改善环氧树脂基体的粘度及其分散性，而且也可以很好的解决底部填充胶中热膨胀系数不匹配的问题。最重要的是可以显著提高环氧树脂复合材料的冲击强度和断裂韧性。
一种乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将纳米二氧化硅微球置于有机溶剂中，分散均匀后加入偶联剂，搅拌反应，反应结束后离心洗涤，得到表面改性的纳米二氧化硅微球；将烘干的所述表面改性的二氧化硅微球加入乙醇和水的混合溶液中，然后超声，使所述表面改性的二氧化硅微球均匀的分散，形成乳状液；往所述乳状液中加入乳化剂和缓冲剂，然后超声分散均匀，得到混合溶液；将所述混合溶液与乙烯基单体混合后，在55℃-65℃，氮气保护下，加热回流，进行预乳化；接着升温至80℃-85℃，并滴加含有引发剂的水溶液，保持恒温、恒速搅拌反应12h-15h，得到初产物；将所述初产物离心洗涤，真空干燥，得到所述乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球。
现在人们对节省能源、少污染、高附加值、高功能化的产品呼声日益强烈，对材料的要求越来越高，因而，复合材料逐渐成为人们研究的热点。复合高分子乳液，特别是有机-无机复合高分子乳液由于其在涂料、粘合剂、生物医药、电子、纤维和纸张加工等方面的广泛应用而越来越受到人们的广泛关注。采用这种复合乳液作为涂料，不仅克服了通用涂料的许多缺点，而且还开发了许多新的用途。
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乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球的制备方法，用偶联剂对纳米二氧化硅微球进行表面改性，再加入乙烯基单体进行乳液聚合包覆，得到单分散性乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球。该制备方法能耗低，产品纯度高，分散性好，对环境无污染，且对纳米二氧化硅微球表面乙烯基聚合物的包覆状态可通过改变反应条件加以控制。
上述改性环氧树脂的制备方法，将制备的乙烯基聚合物包覆纳米二氧化硅微球用于改性环氧树脂，可以很好的改善环氧树脂基体的粘度及其分散性，而且也可以很好的解决底部填充胶中热膨胀系数不匹配的问题。最重要的是可以显著提高环氧树脂复合材料的冲击强度和断裂韧性。
技术合作
测试其粘度及其分散性以及冲击强度和断裂韧性发现其效果较未包覆聚合物的二氧化硅微球相比效果有显著的提升，在填充量为50％时，粘度大概减小了110％，分散性通过肉眼便能明显的感觉出来有很大改善，冲击强度提高了125％，断裂韧性增加了250％。可见此复合微球特别适合用于填充环氧树脂改善其各项机械性能。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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