于450ml的水溶液中，制得二氧化硅分散液；
[0046] (2)将0.025g分子量为70000的聚乙烯亚胺溶于50ml的水溶液中，制得浓度为 0.5g/L的聚乙烯亚胺水溶液；
[0047] (3)将上述二氧化硅水溶液与聚乙烯亚胺水溶液混合，获得的混合液于室温下超 声反应2小时，分离，洗涤，得到二氧化硅填料。
[0048]本实施例制备的二氧化硅填料具有核-壳结构；其中，内核为二氧化硅颗粒，外壳 为由聚乙烯亚胺构成的包覆层;包覆层的厚度约为l〇nm。
[0049]将本实施例制得的聚乙烯亚胺包覆的二氧化硅颗粒作为填料添加到双酚F环氧树 脂和二胺固化剂体系中，制得环氧树脂复合材料。本实施例环氧树脂复合材料中，各组分的 质量百分比如下:双酚F环氧树脂55%、二氧化硅填料30%、二胺固化剂15%。
[0050] 实施例3
[00511本实施例二氧化硅填料的表面处理方法，包括如下步骤：
[0052] (1)将5g二氧化硅颗粒通过超声分散于450ml的水溶液中，制得二氧化硅分散液；
[0053] (2)将0.05g分子量为70000的聚乙烯亚胺溶于50ml的水溶液中，制得浓度为lg/L 的聚乙烯亚胺水溶液；
[0054] (3)将上述二氧化硅分散液与聚乙烯亚胺水溶液混合，获得的混合液于室温下超 声反应2小时，分离，洗涤，制得二氧化硅填料。
[0055] 本实施例制备的二氧化硅填料具有核-壳结构；其中，内核为二氧化硅颗粒，外壳 为由聚乙烯亚胺构成的包覆层;包覆层的厚度约为20nm。
[0056] 将本实施例制得的聚乙烯亚胺包覆的二氧化硅颗粒作为填料添加到双酚F环氧树 脂和二胺固化剂体系中，制得环氧树脂复合材料。本实施例环氧树脂复合材料中，各组分的 质量百分比如下:双酚F环氧树脂55%、二氧化硅填料30%、二胺固化剂15%。
[0057] 实施例4
[0058]本实施例二氧化硅填料的表面处理方法，包括如下步骤：
[0059] (1)将10g二氧化硅颗粒通过超声分散于800ml的水溶液中，制得二氧化硅分散液；
[0060] (2)将0.05g分子量为40000的聚多巴胺溶于200ml的水溶液中，制得浓度为0.25g/ L的聚多巴胺水溶液；
[0061] (3)将上述二氧化硅分散液与聚多巴胺水溶液混合，获得的混合液在室温下超声 反应12小时，分离，洗涤，得到二氧化硅填料。
[0062] 本实施例制备的二氧化硅填料具有核-壳结构；其中，内核为二氧化硅颗粒，外壳 为由聚多巴胺构成的包覆层;包覆层的厚度约为20nm。
[0063] 将本实施例制得的聚多巴胺包覆的二氧化硅颗粒作为填料添加到双酚F环氧树脂 和二胺固化剂体系中，制得环氧树脂复合材料。本实施例环氧树脂复合材料中，各组分的质 量百分比如下:双酚F环氧树脂55%、二氧化硅填料30%、二胺固化剂15%。
[0064] 实施例5
[0065]本实施例二氧化硅填料的表面处理方法，包括如下步骤：
[0066] (1)将20g二氧化硅颗粒通过超声分散于1000ml的水溶液中，制得二氧化硅分散 液；
[0067] 2.将0. lg分子量为10000的聚酰亚胺溶于200ml的水溶液中，制得浓度为0.5g/L的 聚酰亚胺水溶液；
[0068] 3.将上述二氧化硅分散液与聚酰亚胺水溶液混合，获得的混合液在室温下超声反 应24小时，分离，洗涤，获得二氧化硅填料。
[0069]本实施例制备的二氧化硅填料具有核-壳结构；其中，内核为二氧化硅颗粒，外壳 为由聚酰亚胺构成的包覆层;包覆层的厚度约为15nm。
[0070] 将本实施例制得的聚酰亚胺包覆的二氧化硅颗粒作为填料添加到双酚F环氧树脂 和二胺固化剂体系中，制得环氧树脂复合材料。本实施例环氧树脂复合材料中，各组分的质 量百分比如下:双酚F环氧树脂55%、二氧化硅填料30%、二胺固化剂15%。
[0071] 对比例1
[0072] 本实施例的环氧树脂复合材料与实施例1不同之处在于:环氧树脂复合材料中的 填料一一二氧化硅未进行表面处理。环氧树脂复合材料中各组分及其添加量如同实施例1。
[0073] 对比例2
[0074] 本实施例的环氧树脂复合材料与实施例2不同之处在于:环氧树脂复合材料中的 填料一一二氧化硅未进行表面处理。环氧树脂复合材料中各组分及其添加量如同实施例2。
[0075] 对比例3
[0076] 本实施例的环氧树脂复合材料与实施例3不同之处在于:环氧树脂复合材料中的 填料一一二氧化硅未进行表面处理。环氧树脂复合材料中各组分及其添加量如同实施例3。
[0077] 对比例4
[0078] 本实施例的环氧树脂复合材料与实施例4不同之处在于:环氧树脂复合材料中的 填料一一二氧化硅未进行表面处理。环氧树脂复合材料中各组分及其添加量如同实施例4。
[0079] 对比例5
[0080] 本实施例的环氧树脂复合材料与实施例5不同之处在于:环氧树脂复合材料中的 填料一一二氧化硅未进行表面处理。环氧树脂复合材料中各组分及其添加量如同实施例5。
[0081] 经测试，各实施例环氧树脂复合材料的性能见表1。
[0082] 表1.各实施例环氧树脂复合材料的性能
[0083]
[0084]由表1可知，对二氧化硅进行表面处理，从而在二氧化硅表面包覆聚合物包覆层 后，可明显降低环氧树脂的粘度和热膨胀系数。
[0085]以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的 思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明 的限制。
【主权项】
1. 一种二氧化硅填料，其特征在于:所述二氧化硅填料具有核-壳结构，其中，内核为二 氧化硅，外壳为由聚合物构成的包覆层。2. 如权利要求1所述的二氧化硅填料，其特征在于:所述聚合物为线型聚合物； 优选的，所述线型聚合物的相对分子质量为5000~70000,优选为10000~60000,进一 步优选为20000~45000，更进一步优选为30000~40000; 优选的，所述线型聚合物为聚烯醇和/或含有氨基的聚合物； 优选的，所述线型聚合物为聚乙烯醇、聚多巴胺、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺酸中的 一种或两种以上。3. 如权利要求1或2所述的二氧化娃填料，其特征在于:所述包覆层的厚度为5~100nm， 优选为5~85nm，进一步优选为10~60nm，更进一步优选为10~30nm〇4. 一种如权利要求1或2或3所述的二氧化硅填料的表面处理方法，其特征在于，包括如 下步骤： (1) 将二氧化硅溶于溶剂中，制得二氧化硅分散液； (2) 将所述二氧化硅分散液与聚合物水溶液或聚合物醇溶液混合，于20~60°C下超声2 ~24h，分离，洗涤，制得具有核-壳结构的二氧化硅填料。5. 如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于:步骤（1)中，所述溶剂为水或无水乙 醇。6. 如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于:所述二氧化硅分散液中，二氧化硅 的浓度为1~400g/L，优选为5~350g/L，进一步优选为50~300g/L，更进一步优选为100~ 200g/L〇7. 如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于:所述聚合物水溶液或聚合物醇溶液 的浓度为0.2~50g/L，优选为5~45g/L，进一步优选为10~40g/L，更进一步优选为15~ 30g/L〇8. 如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于:步骤(2)中，超声温度为室温； 优选的，超声时间为5~20h，优选为8~15h，更进一步优选为10~15h。9. 一种环氧树脂复合材料，包含环氧树脂和填料，其特征在于:所述填料为如权利要求 1或2所述的二氧化硅填料。10. 如权利要求9所述的环氧树脂复合材料，其特征在于:所述环氧树脂为双酚A型环氧 树脂、双酚F型环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或两种以上； 优选的，所述环氧树脂复合材料还包含固化剂； 优选的，所述固化剂为脂环族酸酐类固化剂或胺类固化剂； 优选的，所述环氧树脂复合材料还包含催化剂； 优选的，所述催化剂为咪唑或咪唑衍生物。
【专利摘要】本发明涉及一种二氧化硅填料，其具有核-壳结构，其中，内核为二氧化硅，外壳为由聚合物构成的包覆层。本发明的二氧化硅填料具体在二氧化硅的表面包覆由聚合物构成的包覆层，该包覆层可提高二氧化硅填料与环氧树脂的相容性以及界面结合力，从而降低环氧树脂复合材料的粘度和热膨胀系数。
【IPC分类】C08L63/00, C08K3/36, C08K9/10
【公开号】CN105440311
【申请号】CN201610013512
【发明人】孙蓉, 郭倩, 朱朋莉, 赵涛, 李刚
【申请人】深圳先进技术研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月7日