本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的迅猛發(fā)展，各行業(yè)對(duì)于材料性能的要求日益嚴(yán)格，特別是在涂料、油墨、膠粘劑等應(yīng)用領(lǐng)域，材料不僅需要具備優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，還需要能夠滿足特定環(huán)境下的使用需求，傳統(tǒng)的固化技術(shù)，如熱固化和溶劑揮發(fā)型固化，雖然在某些方面表現(xiàn)出色，但它們往往伴隨著能耗高、干燥時(shí)間長、voc(揮發(fā)性有機(jī)化合物)排放等問題，難以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)保和效率的追求；光固化樹脂材料作為一種新興的高效固化解決方案，憑借其快速固化、低能耗、無溶劑或少溶劑添加等優(yōu)勢(shì)，迅速獲得了市場(chǎng)的青睞，光固化過程通常是在紫外光或可見光的照射下，通過光引發(fā)劑的作用，使液態(tài)樹脂在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，從而形成具有特定功能的涂層或結(jié)構(gòu)；然而，盡管光固化樹脂材料在環(huán)保和效率方面展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)，但在機(jī)械性能方面仍存在明顯的短板，尤其是在強(qiáng)度和耐磨性上，現(xiàn)有光固化樹脂材料的表現(xiàn)往往不能完全滿足市場(chǎng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法。

2、本發(fā)明提供一種光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，所述光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法包括以下步驟：

3、s1、準(zhǔn)備原料：氧樹脂、丙烯酸酯單體、光引發(fā)劑、納米二氧化硅、硅烷偶聯(lián)劑、流平劑、消泡劑；

4、s2、表面處理：將納米二氧化硅加入到溶劑中，攪拌均勻，得到納米二氧化硅分散液，向納米二氧化硅分散液中加入硅烷偶聯(lián)劑，在一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，使納米二氧化硅表面接枝上硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥，得到表面處理后的納米二氧化硅；

5、s3、樹脂混合：將環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體加入到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，然后加入光引發(fā)劑、流平劑、消泡劑和表面處理后的納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌均勻，得到混合樹脂體系；

6、s4、光固化：將混合樹脂體系倒入模具中，在紫外光下照射，使樹脂體系固化，得到光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料。

7、可選的，在本發(fā)明的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟s1中環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.1-0.5、丙烯酸酯單體的官能度為2-6，光引發(fā)劑的吸收波長為365-420nm，納米二氧化硅的粒徑為10-50nm。

8、可選的，在本發(fā)明的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟s2具體包括以下過程：將納米二氧化硅加入到乙醇溶劑中，采用機(jī)械攪拌方式，以200-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30-60分鐘，使得納米二氧化硅均勻分散在溶劑中，得到納米二氧化硅分散液，然后將硅烷偶聯(lián)劑緩慢滴加到納米二氧化硅分散液中，邊加邊攪拌，使得硅烷偶聯(lián)劑均勻分散并與納米二氧化硅充分接觸，在50-80℃溫度下攪拌反應(yīng)2-5小時(shí)使納米二氧化硅表面接枝上硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥，得到表面處理后的納米二氧化硅。

9、可選的，在本發(fā)明的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，硅烷偶聯(lián)劑的用量為納米二氧化硅質(zhì)量的5％-10％。

10、可選的，在本發(fā)明的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，反應(yīng)結(jié)束后，采用濾紙對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，以去除未反應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑和雜質(zhì)，之后用乙醇溶劑對(duì)過濾后的產(chǎn)物進(jìn)行三次洗滌，去除殘留的硅烷偶聯(lián)劑和反應(yīng)副產(chǎn)物，再將洗滌后的納米二氧化硅放入烘箱中，在60-80℃的溫度下干燥6-12小時(shí)，去除殘留的溶劑，得到表面處理后的納米二氧化硅。

11、可選的，在本發(fā)明的第五種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟s3具體包括以下過程：先將環(huán)氧值為0.1-0.5的環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)容器中，然后緩慢加入丙烯酸酯單體，采用機(jī)械攪拌方式，以300-600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌20-40分鐘，使得環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體充分混合，在環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體攪拌均勻后，先加入光引發(fā)劑攪拌均勻，再加入流平劑攪拌均勻，接著加入消泡劑攪拌均勻，最后采用逐步加入的方式加入表面處理后的納米二氧化硅，邊加入邊攪拌，確保納米二氧化硅不會(huì)團(tuán)聚，繼續(xù)以300-600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30-50分鐘，直到混合樹脂體系具有均勻的顏色和質(zhì)地，無明顯的顆?；驁F(tuán)塊，得到混合樹脂體系。

12、可選的，在本發(fā)明的第六種實(shí)現(xiàn)方式中，光引發(fā)劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的3％-8％，流平劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的1.5％-2.5％，消泡劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的0.8％-1.5％，表面處理后的納米二氧化硅的用量一般為樹脂體系總質(zhì)量的8％-15％。

13、可選的，在本發(fā)明的第七種實(shí)現(xiàn)方式中，步驟s4具體包括以下過程：采用傾倒的方式將混合樹脂體系緩慢倒入模具中，并在紫外光下照射5-15分鐘，紫外光波長為365-420nm、紫外光強(qiáng)度為50-200mw/cm2，當(dāng)樹脂體系表面變硬、無粘性時(shí)，固化反應(yīng)完成，拆除模具得到光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料。

14、本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，將納米二氧化硅加入到溶劑中，攪拌均勻，得到納米二氧化硅分散液，向納米二氧化硅分散液中加入硅烷偶聯(lián)劑，在一定溫度下攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，使納米二氧化硅表面接枝上硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥，得到表面處理后的納米二氧化硅；將環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體加入到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，然后加入光引發(fā)劑、流平劑、消泡劑和表面處理后的納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌均勻，得到混合樹脂體系；將混合樹脂體系倒入模具中，在紫外光下照射，使樹脂體系固化，得到光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料；本發(fā)明通過對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面處理，提高了其在樹脂體系中的分散性和相容性，從而增強(qiáng)了材料的強(qiáng)度和耐磨性，采用光固化工藝，固化速度快，節(jié)能環(huán)保，且可以在常溫下進(jìn)行，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)特征：

1.光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，所述光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，步驟s1中環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0.1-0.5、丙烯酸酯單體的官能度為2-6，光引發(fā)劑的吸收波長為365-420nm，納米二氧化硅的粒徑為10-50nm。

3.如權(quán)利要求1所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，步驟s2具體包括以下過程：將納米二氧化硅加入到乙醇溶劑中，采用機(jī)械攪拌方式，以200-800轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30-60分鐘，使得納米二氧化硅均勻分散在溶劑中，得到納米二氧化硅分散液，然后將硅烷偶聯(lián)劑緩慢滴加到納米二氧化硅分散液中，邊加邊攪拌，使得硅烷偶聯(lián)劑均勻分散并與納米二氧化硅充分接觸，在50-80℃溫度下攪拌反應(yīng)2-5小時(shí)使納米二氧化硅表面接枝上硅烷偶聯(lián)劑，反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物過濾、洗滌、干燥，得到表面處理后的納米二氧化硅。

4.如權(quán)利要求3所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，硅烷偶聯(lián)劑的用量為納米二氧化硅質(zhì)量的5％-10％。

5.如權(quán)利要求3所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，反應(yīng)結(jié)束后，采用濾紙對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，以去除未反應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑和雜質(zhì)，之后用乙醇溶劑對(duì)過濾后的產(chǎn)物進(jìn)行三次洗滌，去除殘留的硅烷偶聯(lián)劑和反應(yīng)副產(chǎn)物，再將洗滌后的納米二氧化硅放入烘箱中，在60-80℃的溫度下干燥6-12小時(shí)，去除殘留的溶劑，得到表面處理后的納米二氧化硅。

6.如權(quán)利要求1所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，步驟s3具體包括以下過程：先將環(huán)氧值為0.1-0.5的環(huán)氧樹脂加入反應(yīng)容器中，然后緩慢加入丙烯酸酯單體，采用機(jī)械攪拌方式，以300-600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌20-40分鐘，使得環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體充分混合，在環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體攪拌均勻后，先加入光引發(fā)劑攪拌均勻，再加入流平劑攪拌均勻，接著加入消泡劑攪拌均勻，最后采用逐步加入的方式加入表面處理后的納米二氧化硅，邊加入邊攪拌，確保納米二氧化硅不會(huì)團(tuán)聚，繼續(xù)以300-600轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌30-50分鐘，直到混合樹脂體系具有均勻的顏色和質(zhì)地，無明顯的顆粒或團(tuán)塊，得到混合樹脂體系。

7.如權(quán)利要求6所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，光引發(fā)劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的3％-8％，流平劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的1.5％-2.5％，消泡劑的用量為樹脂體系總質(zhì)量的0.8％-1.5％，表面處理后的納米二氧化硅的用量一般為樹脂體系總質(zhì)量的8％-15％。

8.如權(quán)利要求1所述的光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，其特征在于，步驟s4具體包括以下過程：采用傾倒的方式將混合樹脂體系緩慢倒入模具中，并在紫外光下照射5-15分鐘，紫外光波長為365-420nm、紫外光強(qiáng)度為50-200mw/cm2，當(dāng)樹脂體系表面變硬、無粘性時(shí)，固化反應(yīng)完成，拆除模具得到光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料的制備方法，包括：準(zhǔn)備原料，制備納米二氧化硅分散液，加入硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，過濾、洗滌、干燥后得到改性納米二氧化硅；將環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯單體加入到反應(yīng)容器中，攪拌均勻，加入光引發(fā)劑、流平劑、消泡劑和表面處理后的納米二氧化硅，繼續(xù)攪拌均勻，得到混合樹脂體系；將混合樹脂體系倒入模具中，在紫外光下照射，使樹脂體系固化，得到光固化高強(qiáng)耐磨樹脂材料；本發(fā)明通過對(duì)納米二氧化硅進(jìn)行表面處理，提高了其在樹脂體系中的分散性和相容性，從而增強(qiáng)了材料的強(qiáng)度和耐磨性，采用光固化工藝，固化速度快，節(jié)能環(huán)保，且可以在常溫下進(jìn)行，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：尤維勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川勇和醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8