[發明專利]一種耐低溫型剪切增稠液體的制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810076408.5
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108221383B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 俞科靜;江洋;錢坤;張典堂;田美玲
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D06M15/256
• 分類號: D06M15/256;D06M11/79;D06M15/643;D06M15/53;D06M101/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張素卿

本發明公開了一種耐低溫型剪切增稠液體的制備方法，所述制備方法包括下述步驟：(1)在25～55℃的溫度下，將300～480份的帶正電荷的微納米球形二氧化硅粒子加入到100～250份的分散介質中，并加入2份聚四氟乙烯粉末，使用螺帶式攪拌器以800r/min的轉速進行攪拌，分散30～80分鐘，得到均勻的分散液；(2)然后將步驟(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃溫度下靜置5～15小時，得到耐低溫效果顯著的剪切增稠液體；各原料以質量份數計。本發明解決了低溫下正常剪切增稠液體由于冰凍而失效的難題，在剪切增稠液體制備的柔性防護材料的適用范圍和使用條件方面取得了很大的突破。

技術領域

本發明涉及耐低溫材料技術領域，尤其是涉及一種利用微納米球形二氧化硅粒子制備耐低溫型剪切增稠液體的方法及其應用。

背景技術

剪切增稠液是一種在一般情況下呈現液體或分散膠體的狀態，當受到超過某一臨界剪切或者沖擊作用時，其粘度迅速上升，呈現出固體一般的抵抗能力。當外力撤銷后，剪切增稠液又恢復原來的狀態，這是一種可逆的非牛頓流體行為。獨特的剪切增稠特性使得STF廣泛應用于各類防護材料。由于防護材料經常在惡劣的低溫環境下使用，而目前剪切增稠液體在低溫環境下會凍結，導致剪切增稠行為失效，這大大限制了剪切增稠液體的使用范圍。因此研究與開發一種在-35℃～-30℃的條件下仍然具有剪切增稠行為的剪切增稠液體是十分必要的。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種耐低溫型剪切增稠液的制備方法與應用。本發明方法具有工藝簡便，生產成本低廉等優點，更重要的是解決了低溫下正常剪切增稠液體由于冰凍而失效的難題，在剪切增稠液體制備的柔性防護材料的適用范圍和使用條件方面取得了很大的突破。

本發明的技術方案如下：

一種耐低溫型剪切增稠液體的制備方法，所述制備方法包括下述步驟：

(1)在25～55℃的溫度下，將300～480份的帶正電荷的微納米球形二氧化硅粒子加入到100～250份的分散介質中，并加入2份聚四氟乙烯粉末，使用螺帶式攪拌器以800r/min的轉速進行攪拌，分散30～80分鐘，得到均勻的分散液；

(2)然后將步驟(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃溫度下靜置5～15小時，得到耐低溫效果顯著的剪切增稠液體；各原料以質量份數計。

所述帶正電荷的微納米球形二氧化硅粒子的制備方法為：取SiO₂粒子于1000mL四口瓶中，加入無水甲苯和3-氨丙基三甲氧基硅烷超聲混合30min后，110℃冷凝回流，磁力攪拌24h；反應結束之后，再依次用去離子水、乙醇、丙酮反復洗滌；然后50℃真空干燥即可得所述帶正電荷的微納米球形二氧化硅粒子。

所述SiO₂、無水甲苯、3-胺丙基三氧甲基硅烷的質量比為300～480:0.22:0.005。

所述帶正電荷的微納米球形二氧化硅粒子的粒徑為10nm～10μm。

所述的分散介質為帶負電荷的具有良好溫敏性的耐低溫、隔熱的聚合物。

所述分散介質為含有0.01％的陰離子表面活性劑AS-1，分子量為2000～8000的聚醚多元醇和硅油的混合物；其中聚醚多元醇與硅油的質量比為4～1:1。

一種所述耐低溫型剪切增稠液體的用途，所述耐低溫型剪切增稠液體可用于柔性輕質防護材料的制備，并且該防護材料可應用在-35℃～-30℃溫度環境下。

所述耐低溫型剪切增稠液體可通過手糊成型技術、真空浸軋、噴涂或塑封技術對纖維織物進行復合。

本發明有益的技術效果在于：