[發明專利]乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球及改性環氧樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201611077570.6
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106589464B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 孫蓉;何亞川;李剛;朱朋莉;趙濤
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K9/06;C08K3/36;C08G59/42;C08L63/00;C08F292/00;C08F212/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供一種乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球的制備方法以及含有該乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球的改性環氧樹脂的制備方法。上述方法，用偶聯劑對納米二氧化硅微球進行表面改性，再加入乙烯基單體進行乳液聚合包覆，得到單分散性乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球。該制備方法能耗低，產品純度高，分散性好，對環境無污染，且對納米二氧化硅微球表面乙烯基聚合物的包覆狀態可通過改變反應條件加以控制。上述改性環氧樹脂的制備方法，將復合微球用于改性環氧樹脂，可以很好的改善環氧樹脂基體的粘度及其分散性，而且也可以很好的解決底部填充膠中熱膨脹系數不匹配的問題。最重要的是可以顯著提高環氧樹脂復合材料的沖擊強度和斷裂韌性。

技術領域

本發明涉及納米復合材料的制備和應用技術領域領域，尤其涉及一種乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球及含有該微球的改性環氧樹脂的制備方法。

背景技術

現在人們對節省能源、少污染、高附加值、高功能化的產品呼聲日益強烈，對材料的要求越來越高，因而，復合材料逐漸成為人們研究的熱點。復合高分子乳液，特別是有機-無機復合高分子乳液由于其在涂料、粘合劑、生物醫藥、電子、纖維和紙張加工等方面的廣泛應用而越來越受到人們的廣泛關注。采用這種復合乳液作為涂料，不僅克服了通用涂料的許多缺點，而且還開發了許多新的用途?？傊?，作為涂料使用時，無機-有機復合納米粒子有下面優點：

①無機-有機復合納米粒子的耐水性、耐溶劑性、耐熱阻燃性較一般乳液均有很大提高；

②無機-有機復合納米粒子的感溫性小，其強度隨溫度變化?。?/p>

③無機-有機復合納米粒子的力學性能優異，在改善無機粒子韌性的同時不影響其他力學性能。

近年來出現了許多用有機高分子包覆無機納米粒子的新材料。一般地，吸附是最直接的顆粒包覆方法，聚合物在一定的條件下可以形成較好的包覆層。但當包覆納米顆粒時，核粒子的團聚則是不易解決的問題，而且存在多核現象。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種分散性好的乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球的制備方法及含有該微球的改性環氧樹脂的制備方法。

一種乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球的制備方法，包括如下步驟：

將納米二氧化硅微球置于有機溶劑中，分散均勻后加入偶聯劑，攪拌反應，反應結束后離心洗滌，得到表面改性的納米二氧化硅微球；

將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，然后超聲，使所述表面改性的二氧化硅微球均勻的分散，形成乳狀液；

往所述乳狀液中加入乳化劑和緩沖劑，然后超聲分散均勻，得到混合溶液；

將所述混合溶液與乙烯基單體混合后，在55℃-65℃，氮氣保護下，加熱回流，進行預乳化；

接著升溫至80℃-85℃，并滴加含有引發劑的水溶液，保持恒溫、恒速攪拌反應12h-15h，得到初產物；

將所述初產物離心洗滌，真空干燥，得到所述乙烯基聚合物包覆納米二氧化硅微球。

在其中一個實施例中，將納米二氧化硅微球置于有機溶劑中，分散均勻后加入偶聯劑，攪拌反應，反應結束后用乙醇離心洗滌，得到表面改性的納米二氧化硅微球的步驟中，攪拌反應的溫度為145℃-180℃，攪拌反應的時間為12h-15h。

在其中一個實施例中，所述偶聯劑為雙鍵型硅烷偶聯劑。

在其中一個實施例中，所述緩沖劑為NaHCO₃，所述緩沖劑和所述乳狀液的質量體積比可以為0.01-0.03：30-50g/mL。

在其中一個實施例中，所述乙烯基單體可以為苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸或丙烯酸甲酯。