[發(fā)明專利]樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110268069.2
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN115074095B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金軍斌;李舟軍;王琳;楊小華;李大奇;王海波;劉金華;韓秀貞;李凡;趙素麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/035;C09K8/42;C09K8/24;C09K8/16;C09K8/32;C08G73/02
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;楊曉

1.一種樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料，其通過利用樹枝形大分子偶聯(lián)劑對無機納米材料進行改性得到，所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑的制備原料包括多元胺、丙烯酸酯類和硅烷偶聯(lián)劑，所述硅烷偶聯(lián)劑為含氨基硅烷偶聯(lián)劑或含環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑，所述多元胺中氨基和亞氨基上含有的氫原子摩爾數(shù)為a?mol，所述丙烯酸酯類的摩爾數(shù)為b?mol，其中，a：b=1.1:1～10:1，并且，所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑與所述無機納米材料的重量配比為0.05:1～1.5:1；

所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑包括所述第一樹枝形大分子偶聯(lián)劑和第二樹枝形大分子偶聯(lián)劑，所述第一樹枝形大分子偶聯(lián)劑和所述第二樹枝形大分子偶聯(lián)劑的重量配比為0.6:1～1.5:1；

所述含氨基硅烷偶聯(lián)劑與所述多元胺、丙烯酸酯類制備得到所述第一樹枝形大分子偶聯(lián)劑，所述含環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑與所述多元胺、丙烯酸酯類制備得到所述第二樹枝形大分子偶聯(lián)劑；

所述含氨基硅烷偶聯(lián)劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的至少一種；

所述含環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑選自γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷和β-（3,4-環(huán)氧環(huán)己基）乙基三甲氧基硅烷中的至少一種；

所述含氨基硅烷偶聯(lián)劑中氨基和/或亞氨基上含有的氫原子摩爾數(shù)為c?mol，其中，c：b=0.25:1～12:1；

所述含環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的環(huán)氧基摩爾數(shù)為d?mol，其中，d：a=0.01:1～1:1；

所述無機納米材料選自納米二氧化硅、納米二氧化鈦和納米氧化鋁中的至少一種；

所述丙烯酸酯類選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸甲酯中的至少一種；

所述多元胺選自脂肪烴類胺；所述脂肪烴類胺選自分子式為NH₂C₂H₄(NHC₂H₄)_mNH₂中的至少一種，其中，m≥0；

所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟A、在冰水浴中，將所述多元胺和所述丙烯酸酯類混合并升溫進行反應(yīng)，得到預(yù)聚單體，所述預(yù)聚單體在攪拌發(fā)生反應(yīng)，移除反應(yīng)過程的副產(chǎn)物，得到樹枝形大分子；

步驟B、將所述樹枝形大分子和所述硅烷偶聯(lián)劑混合，并加熱進行反應(yīng)，得到樹枝形大分子偶聯(lián)劑；

步驟C、無機納米材料在溶劑中分散，然后與所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑混合并攪拌，得到樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料，其特征在于，

所述含氨基硅烷偶聯(lián)劑中氨基和/或亞氨基上含有的氫原子摩爾數(shù)為c?mol，其中，c：b=0.5:1～6:1；和/或，

所述含環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑中的環(huán)氧基摩爾數(shù)為d?mol，其中，d：a=0.1:1～0.5:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料，其特征在于，

所述含氨基硅烷偶聯(lián)劑中氨基和/或亞氨基上含有的氫原子摩爾數(shù)為c?mol，其中，c：b=1:1～3:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料，其特征在于，所述多元胺中氨基和/或亞氨基上含有的氫原子摩爾數(shù)為a?mol，所述丙烯酸酯類的摩爾數(shù)為b?mol，a：b=1.2:1～7:1；和/或，

所述樹枝形大分子偶聯(lián)劑與所述無機納米材料的重量配比為0.1:1～0.8:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的樹枝形大分子偶聯(lián)劑改性納米材料，其特征在于，所述脂肪烴類胺選自六乙烯七胺、五乙烯六胺、四乙烯五胺、三乙烯四胺和二乙烯三胺中的至少一種。