一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于环氧树脂技术领域，具体涉及一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法，本发明专利技术在介孔二氧化硅的孔道中原位生成了聚磷酸铵，能够有效的改善聚磷酸铵的分散性差、易流失、易迁移到材料表面等缺陷，同时可以提高复合阻燃剂的热稳定性，然后，采用硅烷偶联剂改性介孔二氧化硅的表面，修饰上大量的氨基，再将氨基修饰的介孔二氧化硅与香茅酰氯乙酸酯反应，采用无水碳酸钾作为缚酸剂，合成功能化介孔二氧化硅，介孔二氧化硅的表面修饰着大量的香茅醇，孔道中均匀分散聚磷酸铵，以功能化介孔二氧化硅作为填料，对环氧树脂进行共混改性，进一步提高其阻燃效果，由于香茅醇本身的长链特性和抗菌特性，在涂料固化后有增韧和抗菌的效果。增韧和抗菌的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于环氧树脂
，具体涉及一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]涂料作为目前我国五大合成高分子材料之一，在全球范围内的产量居于全球第一，与大多数高分子材料相同，具有易燃、可燃的特性，而随着经济的发展，涂料在日常各行各业中的使用和用途也愈发的广泛，不可避免的需要考虑到其易燃性，涂料在燃烧过程中会伴随着烟气的产生和熔融滴落的现象，火焰的传播速度很快且不容易熄灭，造成人员伤亡和巨大的经济损失，赋予涂料阻燃性，对其进行阻燃化处理，是解决涂料在火灾事故中燃烧的重要途径。
[0003]环氧树脂涂料具有优异的电绝缘性、粘结性以及较好的力学性能和化学稳定性等一系列的优点，用途广泛，但易燃性是其不可避免的缺陷，可以通过添加阻燃剂对环氧树脂涂料进行阻燃化处理，其中不同于添加卤系阻燃剂，添加氮磷系阻燃剂，具有绿色环保的特点，同时在燃烧过程中阻燃效果优异，在添加有机阻燃剂的基础上，添加无机阻燃剂，如无机纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米氧化锌等，均能有效的提高环氧树脂涂料的阻燃性能，同时无机纳米粒子的加入，还能够在很大程度上提高环氧树脂涂料的力学性能，得到具有优异阻燃性和力学性能的环氧树脂涂料。
[0004]中国专利CN106318116A公开了一种防火型阻燃环保油漆,该阻燃环保油漆由以下重量份的组分组成:环氧树脂30～38份、丙烯酸树脂25～29份、聚磷酸铵16～19份、聚氯乙烯树脂19～25份、松香3～9份、云母粉6～12份、改性纳米硅藻土粉3～5份、丙烯腈2～7份、有机硅消泡剂11～13份、固化剂1～4份、流平剂0.8～1.2份与水31～38份，但是，由于聚磷酸铵是无机聚合物，与基材的相容性差，单独添加阻燃环氧树脂时阻燃效率较低。
[0005]中国专利CN108948946B公开了一种复合防火涂料及其制备方法,所述复合防火涂料包括如下质量百分数的组分:环氧树脂20％～40％、水性聚氨酯8％～18％、微囊化聚磷酸铵阻燃剂8％～15％、纳米介孔二氧化硅0.5％～3％、季戊四醇4％～6％、硅酸钾0～7％、膨润土3％～10％、助剂0.8％～2.5％和水余量，该专利技术的复合防火涂料具有优异的耐高温性能、粘接性能和耐水性能,在高温条件下涂层不起泡、不龟裂、不剥落,能够有效延长构件的使用寿命，但是，纳米介孔二氧化硅和微囊化聚磷酸铵阻燃剂是单独加入的，之间并没有相互作用，并不能发挥介孔二氧化硅孔道的优势。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法，在介孔二氧化硅的孔道中原位生成了聚磷酸铵，并对介孔二氧化硅的外表面进行改性，接枝香茅醇，进一步提高其阻燃效果，并且由于香茅醇本身的长链特性和抗菌特性，还可以在涂料固化后起到增韧和抗菌的效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术是通过如下方案实现的：
[0008]一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)将磷酸加入到尿素中，混合均匀后在低温下进行反应，得到澄清液，备用；
[0010](2)将介孔二氧化硅加入到步骤(1)制备的澄清液中，充分浸泡、过滤、用无水乙醇淋洗、干燥得固体粉末，再将所得的固体粉末进行聚合固化，聚合固化完毕后粉碎过筛，得负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末，备用；
[0011](3)将步骤(2)制备的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末加入到去离子水中，再加入硅烷偶联剂KH
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550，超声振荡10～15min，干燥，研磨，得硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末，备用；
[0012](4)将氯乙酸加入到香茅醇中，加热并搅拌，缓慢升温反应，然后进行反应，反应完毕后依次用水，甲醇洗涤，减压蒸馏得香茅酰氯乙酸酯，备用；
[0013](5)将步骤(3)制备的硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末加入到甲苯溶液中,再加入无水碳酸钾,冰浴超声30～35min后再加入步骤(4)制备的香茅酰氯乙酸酯，在恒温下进行反应，反应完毕后离心，洗涤，干燥得功能化介孔二氧化硅，备用；
[0014](6)将环氧树脂、步骤(5)制备的功能化介孔二氧化硅、硬酯酸单甘油酯、有机微蜡粉和二甲基硅油加入到去离子水中，搅拌混合均匀，得功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料。
[0015]优选的：所述步骤(1)中磷酸的质量浓度为85％，磷酸和尿素的质量比为100：80～90，低温反应的温度为70
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80℃，时间为20～30min。
[0016]优选的：所述步骤(2)中澄清液和介孔二氧化硅的质量比为100:32～37；所述聚合固化的温度为215～225℃，时间为2～3h。
[0017]优选的：所述步骤(4)中负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末、去离子水和硅烷偶联剂的质量比为10：100～140：0.1～0.2。
[0018]优选的：所述步骤(4)中香叶醇和氯乙酸的质量比为100：65～70；所述反应的温度为80～90℃，反应的时间为15～18h。
[0019]优选的：所述步骤(5)中硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅溶液粉末、无水碳酸钾和香茅酰氯乙酸酯的质量比为100：0.1～0.2：0.3～0.7。
[0020]优选的：所述步骤(5)中硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅溶液粉末在甲苯溶液中的浓度为0.2～0.4g/ml。
[0021]优选的：所述步骤(5)中反应的温度为60～65℃，反应的时间为12～13h。
[0022]优选的：所述步骤(6)中环氧树脂、功能化介孔二氧化硅、硬酯酸单甘油酯、有机微蜡粉和二甲基硅油的质量比为100：10～15：1～2：1.5～2.5：0.5～1。
[0023]另外，此专利技术还保护一种由所述任一项制备方法制备得到的功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料。
[0024]与现有技术相比，本专利技术方法的有益效果是：
[0025](1)本专利技术在合成过程中，聚磷酸铵在介孔二氧化硅的孔道内“原位”生成，能够有效的改善聚磷酸铵的分散性差、易流失、易迁移到材料表面等缺陷，同时可以提高复合阻燃剂的热稳定性，然后，采用硅烷偶联剂改性介孔二氧化硅的表面，修饰上大量的氨基，再将氨基修饰的介孔二氧化硅与香茅酰氯乙酸酯反应，采用无水碳酸钾作为缚酸剂，合成功能
化介孔二氧化硅，其中介孔二氧化硅的表面修饰着大量的香茅醇，孔道中均匀分散聚磷酸铵，最后，以功能化介孔二氧化硅作为填料，对环氧树脂进行共混改性，得到功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料。
[0026](2)本专利技术通过分子结构设计，以香茅醇、磷酸、尿素和介孔二氧化硅为原料，合成了一种有机
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无机复合增韧抗菌阻燃剂，其中磷酸和尿素在介孔二氧化硅孔道中原位生成聚磷酸铵，所得到的聚磷酸铵、介孔二氧化硅和香茅醇表现出良好的阻燃协同效应，高温条件下，香本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将磷酸加入到尿素中，混合均匀后在低温下进行反应，得到澄清液，备用；(2)将介孔二氧化硅加入到步骤(1)制备的澄清液中，充分浸泡、过滤、用无水乙醇淋洗、干燥得固体粉末，再将所得的固体粉末进行聚合固化，聚合固化完毕后粉碎过筛，得负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末，备用；(3)将步骤(2)制备的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末加入到去离子水中，再加入硅烷偶联剂KH
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550，超声振荡10～15min，干燥，研磨，得硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末，备用；(4)将氯乙酸加入到香茅醇中，加热并搅拌，缓慢升温反应，然后进行反应，反应完毕后依次用水，甲醇洗涤，减压蒸馏得香茅酰氯乙酸酯，备用；(5)将步骤(3)制备的硅烷偶联剂改性的负载聚磷酸铵的介孔二氧化硅粉末加入到甲苯溶液中,再加入无水碳酸钾,冰浴超声30～35min后再加入步骤(4)制备的香茅酰氯乙酸酯，在恒温下进行反应，反应完毕后离心，洗涤，干燥得功能化介孔二氧化硅，备用；(6)将环氧树脂、步骤(5)制备的功能化介孔二氧化硅、硬酯酸单甘油酯、有机微蜡粉和二甲基硅油加入到去离子水中，搅拌混合均匀，得功能化介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中磷酸的质量浓度为85％，磷酸和尿素的质量比为100：80～90，低温反应的温度为70
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80℃，时间为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊孚，李晓云，陈明惠，李丽坤，
申请(专利权)人：深圳市华必达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：