【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硅灰石填料制备，具体涉及一种环氧改性硅灰石及其制备方法和应用。
技术介绍
1、硅灰石(casio3)是一种含钙矿物，偏硅酸盐类。天然硅灰石有针状、纤维状和辐射状结构。除了天然纤维状结构外，硅灰石还有极低的吸油率、电导率和介电损耗，可明显改善基体的机械和摩擦学性能，提高制品的热稳定性和尺寸稳定性。硅灰石具有无毒、低吸油率、亲水性、高热化学稳定性和白度等优良性能，广泛应用于建筑陶瓷、涂料、塑料橡胶、冶金、耐火等工业领域。其中，将硅灰石作为无机填料应用在覆铜板中，可以有效提高材料的加工精度，增强材料性能。
2、覆铜板是电子信息行业的基础材料，要求无机材料具有低膨胀、高耐热、耐电压、高绝缘、高传输、低损耗、高散热等性能，因此，基于硅灰石的结构和其物理、化学性能，可以适用于覆铜板材料中，进一步改善、提高覆铜板材料的性能。
3、然而，天然硅灰石具有亲水性，与有机聚合物共混时因极性不同导致分散不均匀，从而降低其填充制品的力学性能。因此为了提高其在有机基体中的分散性、相容性、以及制品的机械性能，需要对硅灰石进行表面改性处理。国内目前对硅灰石的利用仅仅局限于硅灰石矿石的简单工艺，进一步的超细粉碎、矿物表面改性等工艺技术还没有广泛应用于硅灰石的开发。
4、硅灰石的表面改性方法主要包括机械力化学改性和复合改性，目前关于硅灰石表面改性及其在复合材料中的应用报道较多。覆铜板的基材一般为环氧树脂，由于天然硅灰石的亲水性，导致两者共混时分散不均匀，并且两者之间的相容性较差，因此，需要对硅灰石进行表面改性。p>
5、现有技术中的表面改性硅灰石无法提高硅灰石与覆铜板的环氧树脂基材之间的相容性和分散性，并且其耐高温能力和稳定性仍有待提高。
6、因此，目前亟需一种与环氧树脂基材具有良好相容性和分散性，并且热稳定性强、吸油值低的环氧改性硅灰石。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种与环氧树脂基材具有良好相容性和分散性，并且热稳定性强、吸油值低的环氧改性硅灰石及其制备方法和应用。
2、技术方案：
3、一种环氧改性硅灰石，包含硅灰石、环氧硅烷偶联剂、活性剂、增韧剂、促进剂和水；
4、所述环氧硅烷偶联剂具有如下式a所示结构：
5、
6、本专利技术中环氧硅烷偶联剂对硅灰石表面改性，一方面通过环氧硅烷偶联剂较大的空间位阻可以提高硅灰石的分散性，避免其进行团聚；另一方面环氧硅烷偶联剂中的环氧基团，可以提高硅灰石与环氧树脂之间的相容性，进而使硅灰石可以均匀分散在环氧树脂基材中，可以有效发挥硅灰石的性能，改善环氧树脂基材的力学性能和化学性能。
7、进一步地，所述环氧硅烷偶联剂通过以下步骤制备：在反应器中，依次加入3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯，通入保护气，升温至40-50℃搅拌30-40分钟后，加入催化剂并保温反应3-4小时，于55-60℃，50-60kpa的条件下真空脱除低沸物30-45分钟，冷却后制得所述环氧硅烷偶联剂。
8、进一步地，所述3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯的摩尔比为1：2.2-2.4。
9、进一步地，所述催化剂为铂金催化剂；所述催化剂中有效铂的含量为反应物总质量的1.0×l0-5-5.0×l0-5。
10、本专利技术中通过环氧硅烷偶联剂包覆硅灰石，其结构中的硅烷和苯环，可以增强硅灰石的热稳定性；并且环氧硅烷偶联剂可以提高硅灰石结构的密实性，降低硅灰石的吸油值，进而改善硅灰石在环氧树脂基材中高填充、易沉降和分散粘度高的问题，进一步提高硅灰石在环氧树脂基材中的应用价值。
11、进一步地，所述活性剂选自醋酸钠、醋酸铵和氯化钠中的至少一种。
12、进一步地，所述增韧剂选自羧基丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛和丙烯酸酯橡胶中的至少一种。
13、进一步地，所述促进剂选自三乙烯二胺、二乙胺和辛酸亚锡中的至少一种。
14、进一步地，按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：
15、
16、余量为水。
17、上述任意一项环氧改性硅灰石的制备方法，包括以下步骤：
18、(1)在反应器中，加入硅灰石、活性剂和水混合均匀后加热至40-50℃，加入环氧硅烷偶联剂和促进剂，搅拌反应2-3小时；
19、(2)向步骤(1)的反应器中加入增韧剂，搅拌均匀后干燥、研磨制得所述环氧改性硅灰石。
20、本专利技术中通过环氧硅烷偶联剂中的多个硅氧结构与硅灰石表面的羟基反应生成共价键，包覆在硅灰石表面，使其可以高效的改性硅灰石，并且可以减弱硅灰石的亲水性，提高亲油性，进而增强硅灰石与环氧树脂的相容性。
21、上述任意一项环氧改性硅灰石在电子和导热材料中的应用。
22、有益效果：
23、(1)本专利技术提供的环氧改性硅灰石，通过环氧硅烷偶联剂对其进行化学表面改性，并结合增韧剂、活性剂和促进剂，使制得的环氧改性硅灰石与环氧树脂基础具有良好的相容性和分散性，并且热稳定性强、吸油值低，可以广泛应用于电子和导热材料中。
24、(2)本专利技术提供的环氧改性硅灰石中，通过环氧硅烷偶联剂中的多个硅氧结构与硅灰石表面的羟基反应生成共价键，包覆在硅灰石表面，使其可以高效的改性硅灰石，并且可以减弱硅灰石的亲水性，提高亲油性，进而增强硅灰石与环氧树脂的相容性。
25、(3)本专利技术提供的环氧改性硅灰石中，环氧硅烷偶联剂对硅灰石表面改性，一方面通过环氧硅烷偶联剂较大的空间位阻可以提高硅灰石的分散性，避免其进行团聚；另一方面环氧硅烷偶联剂中的环氧基团，可以提高硅灰石与环氧树脂之间的相容性，进而使硅灰石可以均匀分散在环氧树脂基材中，可以有效发挥硅灰石的性能，改善环氧树脂基材的力学性能和化学性能。
26、(4)本专利技术提供的环氧改性硅灰石中，通过环氧硅烷偶联剂包覆硅灰石，其结构中的硅烷和苯环，可以增强硅灰石的热稳定性；并且环氧硅烷偶联剂可以提高硅灰石结构的密实性，降低硅灰石的吸油值，进而改善硅灰石在环氧树脂基材中高填充、易沉降和分散粘度高的问题，进一步提高硅灰石在环氧树脂基材中的应用价值。
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1.一种环氧改性硅灰石，其特征在于，包含硅灰石、环氧硅烷偶联剂、活性剂、增韧剂、促进剂和水；
2.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述环氧硅烷偶联剂通过以下步骤制备：在反应器中，依次加入3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯，通入保护气，升温至40-50℃搅拌30-40分钟后，加入催化剂并保温反应3-4小时，于55-60℃，50-60kPa的条件下真空脱除低沸物30-45分钟，冷却后制得所述环氧硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯的摩尔比为1：2.2-2.4。
4.根据权利要求2所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述催化剂为铂金催化剂；所述催化剂中有效铂的含量为反应物总质量的1.0×l0-5-5.0×l0-5。
5.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述活性剂选自醋酸钠、醋酸铵和氯化钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述增韧剂选自羧基丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛和丙烯酸
7.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述促进剂选自三乙烯二胺、二乙胺和辛酸亚锡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，按总质量分数为100%计，所述各组分的质量百分含量为：
9.权利要求1-8任意一项所述环氧改性硅灰石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1-8任意一项所述环氧改性硅灰石在电子和导热材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种环氧改性硅灰石，其特征在于，包含硅灰石、环氧硅烷偶联剂、活性剂、增韧剂、促进剂和水；
2.根据权利要求1所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述环氧硅烷偶联剂通过以下步骤制备：在反应器中，依次加入3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯，通入保护气，升温至40-50℃搅拌30-40分钟后，加入催化剂并保温反应3-4小时，于55-60℃，50-60kpa的条件下真空脱除低沸物30-45分钟，冷却后制得所述环氧硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述3-苯基五甲基三硅氧烷和丙烯酸-2,3-环氧丙酯的摩尔比为1：2.2-2.4。
4.根据权利要求2所述的环氧改性硅灰石，其特征在于，所述催化剂为铂金催化剂；所述催化剂中有效铂的含量为反应物总...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹洪伟，顾铭茜，
申请(专利权)人：吉林省大顶山寰川新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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