[發明專利]一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑合成方法

有效

• 申請號: 202010687044.1
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN111892744B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 楊繼年;蔣柳;聶士斌;馮雪松;李振宇
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C08K3/34
• 分類號: C08K3/34;C08K3/30;C08L63/02
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本發明公開了一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑合成方法，包括如下步驟：將硅源、鎳源、礦化劑溶于稀硝酸溶液中并沉積?沉淀反應，制備層狀硅酸鎳；將層狀硅酸鎳、鋅鹽、硫源溶于去離子水中進行水熱反應，制備表面負載納米硫化鋅的層狀硅酸鎳分級復合結構，得到一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性；本發明提出的高效抗磨改性劑合成方法，具有原料易得、步驟簡單且產收率高，所得高效抗磨改性劑具有將零維納米粒子鑲嵌于二維納米片層間的分級復合結構的特征，能夠賦予聚合物極為優異的抗磨效果和較好的減摩特性。

技術領域

本發明涉及高效抗磨改性劑合成技術領域，具體涉及一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑合成方法。

背景技術

環氧樹脂是現階段應用最為廣泛的熱固性樹脂之一，具有良好的力學性能、耐蝕性、電性能和加工特性，在電子電力、汽車、機械、航空航天、通訊和石油化工等諸多領域中都具有廣泛的應用。作為一種高性能基材，環氧樹脂尤其在高性能結構連接和海洋設備防腐領域中備受關注。然而，環氧樹脂其自身的缺點也頗為明顯，如脆性大、耐熱性低、抗剝離強度較弱等，尤其是在滑動干摩擦條件下容易發生嚴重的磨損而降低制品的使役壽命，甚至引發生產事故，致使環氧樹脂相關產品在要求耐磨性能較高的領域中的應用受到很大限制。

在眾多針對環氧樹脂進行耐磨改性報道中，通過引入無機納米填料制備復合體系的研究頗受青睞，其中以球形納米粒子和層狀納米粒子的應用最為廣泛且有效。有研究表明，利用球形納米粒子的滾珠效應和對基體的填充增強可以有效起到抗磨效果，大幅降低磨損率；而層狀納米材料則通過大量的納米片層對摩擦界面進行覆蓋，能夠起到良好的減摩效果；若將兩種不同填料進行復配使用，則能起到良好的協同抗磨減摩性能。然而，環氧復合材料的耐磨性能也與納米填料在聚合物基體中的分散性密切相關，良好的分散性更易于在摩擦界面形成完成的摩擦層，更能有效地提高耐磨效果。

鑒于此，本發明擬將選用二維納米片層材料和零維納米粒子，并通過一定方法使兩者能夠有機結合，構筑一種高效抗磨改性劑，并使其在環氧樹脂中均勻分散，制備出一種具有高抗磨特性的環氧復合材料。

發明內容

基于背景技術提出的問題，本發明提出了一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑合成方法，具有原料易得、步驟簡單且產收率高，所得高效抗磨改性劑具有將零維納米粒子鑲嵌于二維納米片層間的分級復合結構的特征，能夠賦予聚合物極為優異的抗磨效果和較好的減摩特性。

本發明提出的一種基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑合成方法，包含以下步驟：

S1、將0.2～0.5g的硅源，1.5～2.2g的鎳源以及1.15～1.35g的礦化劑加入到50mL濃度為0.02mol/L的稀硝酸溶液中，在持續強烈攪拌下于60～100℃下反應6～12h，經多次離心、去離子水洗滌后在90℃真空干燥12h，得到綠色粉末狀，為層狀硅酸鎳；

S2、稱取0.5g的層狀硅酸鎳、0.5～2.0g的鋅鹽和0.18～0.75g的硫源溶解于60mL的去離子水中并混合均勻，配置成反應液至于水熱反應裝置中，在150～190℃下進行水熱反應2～6h，反應結束后，經多次離心、洗滌，在60℃下真空干燥至恒重后得到淺綠色粉末，為基于層狀硅酸鎳分級復合結構的高效抗磨改性劑；

優選地，所述的層狀硅酸鎳分級復合結構為層狀硅酸鎳表面分級復合結構納米粒子，以層狀硅酸鎳和硫化物納米粒子的總量為100％計，層狀硅酸鎳的含量為80～95％，硫化物納米粒子的含量為5～20％；

優選地，在S1中，所述的硅源為納米二氧化硅、微米二氧化硅或介孔二氧化硅中的一種或幾種；所述的鎳源為硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中的一種或幾種；所述的礦化劑為尿素、氫氧化鈉、氨水、氯化銨中的一種或幾種；

優選地，在S1中，所述鎳源為硝酸鎳，所述硅源為納米二氧化硅，所述礦化劑為尿素；