TWI786761B - 製造樹脂組成物的方法 - Google Patents

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Abstract

一種製造樹脂組成物之方法，包括以下操作。攪拌混合奈米粒子填料、微米無機粒子及樹脂，以形成混合物。高速離心混合物，以形成上層混合液及下層混合液。取出上層混合液，以獲得樹脂組成物。

Description

製造樹脂組成物的方法
本發明是有關於一種製造樹脂組成物的方法。
高性能樹脂組成物在膠黏劑、電子儀表、航天航空、塗料、電子電氣絕緣材料和先進複合材料等領域得到廣泛應用。高性能樹脂組成物在固化後形成高交聯密度的三維網狀立體結構，可以顯著提高樹脂材料的強度、剛性、模數、硬度、耐熱性。但亦會使材料因高交聯密度而呈現本質上的脆性，在使用上受到硬力作用下容易造成脆性斷裂，進而限制了應用。其中一種增韌的方法為導入表面具有特殊改質官能化的奈米粒子來達成增韌。
然而，由於奈米粒子具有高的表面能極易團聚的特性，使其在樹脂組成物中難以均勻分散維持奈米粒子本身的奈米尺寸，而無法發揮其奈米粒子特性。樹脂材料內部奈米粒子的分散性對於增進的性質有極大的關係，隨著奈米粒子分散性越佳，增進的效果也越佳。若奈米粒子分散性差，不僅沒有增進效果，反而可能使性質下降，如彎曲強度就會因樹脂材料內部奈米粒子分散不佳形成的團聚缺陷，造成應力集中區域，強度下降。
目前分散奈米粒子的方法中，許多是利用溶劑溶解樹脂組成物，並利用超音波分散機來分散，之後再除去溶劑，但最終樹脂組成物中將殘留溶劑，造成高性能複合材料中的孔洞缺陷生成，降低性能。僅利用高速攪拌機攪拌無法使奈米粒子充分分散，而導致奈米粒子在樹脂配方中團聚問題仍然存在。
根據本發明之各種實施方式，提供一種製造樹脂組成物的方法，包含攪拌混合奈米粒子填料、微米無機粒子及樹脂，以形成混合物；高速離心混合物，以形成上層混合液及下層混合液；以及取出上層混合液，以獲得樹脂組成物。
根據本發明之某些實施方式，奈米粒子填料包括奈米二氧化矽、奈米銀、奈米碳酸鈣、奈米高嶺土、奈米二氧化鈦、奈米碳纖維或其組合。
根據本發明之某些實施方式，奈米粒子填料具有粒徑為約5nm-250nm。
根據本發明之某些實施方式，奈米粒子填料具有重量百分比為約0.1-10%。
根據本發明之某些實施方式，微米無機粒子包括二氧化鋯、二氧化鈦、微米玻璃珠或其組合。
根據本發明之某些實施方式，微米無機粒子具有粒徑為約2μm-200μm。
根據本發明之某些實施方式，微米無機粒子具有重量百分比為約0.1-30%。
根據本發明之某些實施方式，樹脂包括酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯、不飽和聚酯、聚氨基甲酸乙烯樹脂、矽樹脂、酸二丙烯酯或其組合。
根據本發明之某些實施方式，攪拌混合包含在溫度為約20-150°C、攪拌轉速為約100-5000 rpm下，攪拌約0.5-15小時。
根據本發明之某些實施方式，攪拌混合包含在真空度為約0.01-100 Torr、攪拌轉速為50-5000 rpm下，攪拌抽真空約0.1-2小時。
根據本發明之某些實施方式，高速離心混合物包含以離心轉速為約5000-150000 rpm，離心約0.1-5小時。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。
雖然下文中利用一系列的操作或步驟來說明在此揭露之方法，但是這些操作或步驟所示的順序不應被解釋為本發明的限制。例如，某些操作或步驟可以按不同順序進行及/或與其它步驟同時進行。此外，並非必須執行所有繪示的操作、步驟及/或特徵才能實現本發明的實施方式。此外，在此所述的每一個操作或步驟可以包含數個子步驟或動作。
第1圖為根據本發明各種實施方式繪示的製造樹脂組成物的方法流程圖。如第1圖所示，方法100包含操作110、操作120、及操作130。
請參照第1圖，在方法100的操作110中，攪拌混合奈米粒子填料、微米無機粒子及樹脂，以形成混合物。在一些實施方式中，攪拌混合奈米粒子填料、微米無機粒子及樹脂包含將奈米粒子填料、微米無機粒子、及樹脂加入高速攪拌機中。舉例而言，高速攪拌機可以為行星式攪拌機。
在一些實施方式中，奈米粒子填料包括奈米二氧化矽、奈米銀、奈米碳酸鈣、奈米高嶺土、奈米二氧化鈦、奈米碳纖維或其組合。在一些實施方式中，奈米粒子填料具有粒徑為約5nm-250nm。粒徑在此範圍內的奈米粒子填料可有效增強樹脂組成物的性能，例如力學性能、耐熱性等。舉例而言，奈米粒子填料的粒徑可以為約10、20、30、50、70、100、115、135、155、175、195、200、210、220、230、240、或245 nm。在一些實施方式中，奈米粒子填料具有重量百分比為約0.1-10%。例如，奈米粒子填料的重量百分比可以為約1、3、5、7、或9%。添加此重量百分比範圍的奈米粒子填料可增強樹脂組成物的機械、電性等性能。
在一些實施方式中，微米無機粒子包括二氧化鋯、二氧化鈦、微米玻璃珠或其組合。微米無機粒子可以作為介質，藉由其受機械外力產生的旋轉與碰撞之剪切力及衝擊力將奈米粒子填料進一步分散在樹脂中。在一些實施方式中，微米無機粒子具有粒徑為約2μm-200μm。例如，微米無機粒子的粒徑可以為約3、5、7、10、30、50、70、90、110、130、150、170、或190μm。詳細而言，粒徑過大的微米無機粒子無法有效碰撞剪切分散奈米粒子填料，而過小的微米無機粒子較不容易在後續製程中從混合物(包含樹脂、奈米粒子填料)中分離出來。在一些實施方式中，微米無機粒子具有重量百分比為約0.1-30%。例如，微米無機粒子的重量百分比可以為約0.5、1、5、10、15、20、或25%。使用過多的微米無機粒子將不易於在後續離心操作後取出上層混合液，而使用過少的微米無機粒子將無法產生足夠碰撞與剪切力使奈米粒子分散時效果下降且耗費更久的時間。
在一些實施方式中，樹脂可以為熱固性樹脂。在一些實施例中，樹脂包括酚醛樹脂(phenol formaldehyde resin，PF)、尿素樹脂(urea-formaldehyde，UF)、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂(epoxy ，EP)、乙烯基酯樹脂(vinyl ester resin，VE)、不飽和聚酯樹脂(unsaturated polyester resin，UP)、聚氨酯樹脂(polyurethane resin ，PU)、矽樹脂（Sillicone resin)、丙烯酸樹脂(acrylic resin)或其組合。在一些實施方式中，還可以將其他添加劑，例如固化劑、促進劑等加入樹脂中。
在一些實施方式中，上述奈米粒子填料、微米無機粒子、及樹脂加入高速攪拌機之後，可以在溫度為約20-160°C、攪拌轉速為約100-5000 rpm下，攪拌混合約0.5-15小時。例如，攪拌溫度可以為約25、30、50、70、90、100、120、或140°C。在一些實施方式中，可以加熱攪拌(例如，升溫至130°C) 上述奈米粒子填料、微米無機粒子、及樹脂，以提升流動性。在其他實施方式中，本身流動性佳的樹脂，例如低分子量液態環氧樹脂、環氧樹脂溶劑溶液配方、水性改質聚氨酯樹脂水溶液配方、具有反應稀釋劑的乙烯基酯樹脂、具有反應稀釋劑的不飽和聚酯樹脂等，在混入奈米粒子填料、微米無機粒子後仍具有可肉眼觀察到的明顯流動性，則不須升溫。
在一些實施方式中，在上述攪拌混合後，可以在真空度為約0.01-100 Torr、攪拌轉速為50-5000 rpm下，攪拌抽真空約0.1-2小時，以形成混合物。在一些實施方式中，抽真空時的溫度可以維持或小於先前攪拌混合之溫度(即20-160°C)。
請繼續參照第1圖，在方法100的操作120中，高速離心混合物，以形成上層混合液及下層混合液。在一些實施方式中，高速離心混合物包含以離心轉速為約5000-150000 rpm，離心約0.5-5小時。具體而言，操作110中形成的混合物經高速離心後，可將微米無機粒子離心至容器下層，而奈米粒子填料在容器上層。也就是說，下層混合液包含微米無機粒子，上層混合液包含奈米粒子填料。
請參照第1圖，在方法100的操作130中，取出上層混合液，以獲得樹脂組成物。通過上述操作之攪拌分散方式，奈米粒子填料可以在樹脂中充分均勻分散。也就是說，樹脂組成物包含均勻分散的奈米粒子填料。此樹脂組成物可以在後續製程中(例如，固化) 進一步形成複合材料。具有奈米粒子均勻分散在其中的複合材料可以減少因未分散奈米粒子填料及氣孔存在複合於材料內部所造成應力集中缺陷。因此，可以增強複合材料的性能，例如，電氣性能、機械性能等。
以下的實施例是用以詳述本發明之特定態樣，並使本發明所屬技術領域中具有通常知識者得以實施本發明。然而，以下的實施例不應該用來限制本發明。 實施例1
將平均粒徑為約為約20nm的奈米二氧化矽粒子與平均粒徑為約為約3μm的微米二氧化鋯粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中。以公轉1200rpm，自轉1080rpm、溫度120°C，真空度約0.5 Torr，時間1小時，進行共混均質攪拌，以獲得粒子分散後的環氧樹脂混合母液。其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為4%，微米二氧化鋯粒子重量百分比為10%。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度為80000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鋯粒子。
取出上述上層混合液得到奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例2
將平均粒徑為約75nm的奈米銀粒子與平均粒徑為約5μm的微米二氧化鈦粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，以獲得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米銀粒子之重量百分比為3%，微米二氧化鈦粒子重量百分比為15%。共混均質攪拌時間為約1小時，攪拌溫度為約120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度為約1500rpm，自轉攪拌速度為約1350rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度70000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米銀粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鈦粒子。
取出上述上層混合液得到奈米銀粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例3
將平均粒徑為約20nm的奈米二氧化矽粒子與平均粒徑為約3μm的微米二氧化鋯粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為4%，微米二氧化鋯粒子重量百分比為20%。共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度為約1200rpm，自轉攪拌速度為約1080rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鋯粒子。
取出上述上層混合液得到奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例4
將平均粒徑為約75nm的奈米銀粒子與平均粒徑為約5μm的微米二氧化鈦粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米銀粒子之重量百分比為3%，微米二氧化鈦粒子重量百分比為25%。共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度1500rpm，自轉攪拌速度1350rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度70000rpm，離心時間為10 分鐘，得到上層為奈米銀粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鈦粒子。
取出上述上層混合液得到奈米銀粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例5
將平均粒徑為約20nm的奈米二氧化矽粒子與平均粒徑為約3μm的微米二氧化鋯粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為1%，微米二氧化鋯粒子重量百分比為20%。共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度1200rpm，自轉攪拌速度1080rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鋯粒子。
取出上述上層混合液得到奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例6
將平均粒徑為約20nm的奈米二氧化矽粒子與平均粒徑為約3μm的微米二氧化鋯粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為8%，微米二氧化鋯粒子重量百分比為20%。共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度1200rpm，自轉攪拌速度1080rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米二氧化鋯粒子。
取出上述上層混合液得到奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 實施例7
將平均粒徑為約130nm的奈米二氧化矽粒子與平均粒徑為約100μm的微米玻璃珠粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為0.5%，微米玻璃珠粒子重量百分比為5%。共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，公轉攪拌速度1200rpm，自轉攪拌速度1080rpm。
將上述低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘，得到上層為奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的混合液，下層為離心出的微米玻璃珠粒子。
取出上述上層混合液得到奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂均勻分散的樹脂組成物。 比較例1
將平均粒徑為約20nm的奈米二氧化矽粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為4%，共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，攪拌速度1200rpm。
將上述粒子分散後的低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘。
取出上述經離心的奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂的混合液。 比較例2
將平均粒徑為約75nm的奈米銀粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米銀粒子之重量百分比為3%，共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，攪拌速度1500rpm。
將上述粒子分散後的低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度70000rpm，離心時間為10分鐘。
取出上述經離心的奈米銀粒子與環氧樹脂的混合液。 比較例3
將平均粒徑為約130nm的奈米二氧化矽粒子與液態環氧樹脂共同加入到行星式攪拌機中進行共混均質攪拌，得粒子分散後的環氧樹脂混合母液，其中奈米二氧化矽粒子之重量百分比為0.5%，共混均質攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，攪拌速度1200rpm。
將上述粒子分散後的低黏度環氧樹脂混合母液移入離心機中進行高速離心，其中離心速度80000rpm，離心時間為10分鐘。
取出上述經離心的奈米二氧化矽粒子與環氧樹脂的混合液。 比較例4
將液態環氧樹脂加入到行星式攪拌機中進行攪拌後，再移入離心機中進行高速離心，其中攪拌時間1小時，攪拌溫度120°C，真空度約0.5 Torr，攪拌速度1200rpm，離心速度70000rpm，離心時間為10分鐘。
在下述的實施例中，計算實施例1-7及比較例1-3使用的環氧樹脂之環氧當量，將其與相同當量之醚胺固化劑混合後倒入模具中。之後，再將模具移到烘箱中升溫至60°C固化，以製備樹脂奈米複材板。之後，樹脂奈米複材板經CNC切割成樹脂奈米複材標準試片，以於進行各項性能測試，包含彎曲強度、彎曲模數、分散率等。測試結果請見下表一。 表一
  奈米粒子填料 微米無機粒子 彎曲強度(MPa) 彎曲模數(MPa) 團聚尺寸(nm)
添加(%) 尺寸(nm) 添加(%) 尺寸(μm)
實施例1 4 20 10 3 166.6 3599 ＜95
實施例2 3 75 15 5 164.4 3485 ＜305
實施例3 4 20 20 3 168.8 3626 ＜93
實施例4 3 75 25 5 165.1 3497 ＜302
實施例5 1 20 20 3 162.5 3218 ＜85
實施例6 8 20 20 3 159.7 3582 ＜155
實施例7 0.5 130 5 100 162.3 3197 ＜268
比較例1 4 20 - - 152.4 3430 ＞950
比較例2 3 75 - - 154.2 3353 ＞2200
比較例3 0.5 130 - - 148.7 3082 ＞1900
比較例4 - - - - 151.0 3060 -
表一中的彎曲強度是依據規範ASTM D790進行測試，以三點彎曲製具將符合規範製作之試片壓彎，並以其最大降伏應力為強度(MPa)。強度測定儀器為德國ZwickRoell萬能材料試驗機。
彎曲模數是依據規範ASTM D790進行測試，以三點彎曲製具將符合規範製作之試片壓彎，並取其彈性限度內應力與應變計算(MPa)。模數測定儀器為德國ZwickRoell萬能材料試驗機。
分散率是以掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM）觀察並以軟體標定奈米填料團聚尺寸。影像觀察儀器為日本Hitachi FE-SEM。
請參考表一。由實施例1製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了10.3%，彎曲模數提高了17.6%。由實施例2製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了8.9%，彎曲模數提高了13.9%。由實施例3製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了11.1%，彎曲模數提高了18.5%。由實施例4製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了9.3%，彎曲模數提高了14.3%。由實施例5製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了7.6%，彎曲模數提高了5.2%。由實施例6製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了5.8%，彎曲模數提高了17.1%。由實施例7製備的樹脂奈米複材相對於由比較例4製備的樹脂材料，彎曲強度提高了7.5%，彎曲模數提高了4.5%。
由實施例1製備的樹脂奈米複材相對於由比較例1製備的樹脂奈米複材，彎曲強度提高了9.3%，彎曲模數提高了4.9%。由實施例2製備的樹脂奈米複材相對於由比較例2製備的樹脂奈米複材，彎曲強度提高了6.6%，彎曲模數提高了3.9%。
此外，根據表一，由實施例1-7製備的樹脂奈米複材的團聚尺寸明顯遠小於由比較例1-3製備的樹脂奈米複材團聚尺寸。
如上所述，根據本發明的實施方式，提供一種製造樹脂組成物之方法。此方法可以使奈米粒子填料在樹脂中有效地均勻分散，減少固化後形成之複合材料因未分散的奈米粒子填料存在於複合材料內部所造成應力集中缺陷。因此，可以提高樹脂組成物及複合材料的機械性能及穩定性。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100:方法
110:步驟
120:步驟
130:步驟
當讀到隨附的圖式時，從以下詳細的敘述可充分瞭解本揭露的各方面。 第1圖為根據本發明之某些實施方式繪示的製造樹脂組成物的方法流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:方法
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Claims (7)

  1. 一種製造樹脂組成物的方法，包括：攪拌混合一奈米粒子填料、一微米無機粒子及一樹脂，以形成一混合物，其中該奈米粒子填料包括奈米二氧化矽、奈米銀、奈米碳酸鈣、奈米高嶺土、奈米二氧化鈦、奈米碳纖維或其組合，該微米無機粒子包括二氧化鋯、二氧化鈦、微米玻璃珠或其組合，且該樹脂包括酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、乙烯基酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、矽樹脂、丙烯酸樹脂或其組合或其組合；高速離心該混合物，以形成一上層混合液及一下層混合液，其中該上層混合液包含該奈米粒子填料，且該下層混合液包含該微米無機粒子；以及取出該上層混合液，以獲得該樹脂組成物。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該奈米粒子填料具有一粒徑為約5nm-250nm。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該奈米粒子填料具有一重量百分比為約0.1-10%。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該微米無機粒子具有一粒徑為約2μm-200μm。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該微米無機粒子具有一重量百分比為約0.1-30%。
  6. 如請求項1所述之方法，其中攪拌混合包含在一溫度為約20-160℃、一攪拌轉速為約100-5000rpm下，攪拌約0.5-15小時。
  7. 如請求項1所述之方法，其中高速離心該混合物包含以一離心轉速為約5000-150000rpm，離心約0.1-5小時。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200708610A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Thermal grease and method of making same
CN107418360A (zh) * 2016-05-23 2017-12-01 庄可香 一种环保型除醛除苯led灯饰散热涂料
CN113088162A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 中山大学 一种耐磨环氧树脂涂料及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1133377A (ja) * 1997-07-18 1999-02-09 Mikuni Shikiso Kk 水性顔料微粒子分散液の製法
DE19841377A1 (de) * 1998-09-10 2000-03-16 Basf Ag Pigmentzubereitungen in Granulatform
WO2006080318A1 (ja) * 2005-01-25 2006-08-03 Kaneka Corporation 金属硫化物ナノ粒子含有樹脂組成物及び該組成物の製造方法
JP2009013227A (ja) * 2007-07-02 2009-01-22 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電気絶縁材料用の樹脂組成物及びその製造方法
KR100909106B1 (ko) * 2008-02-19 2009-07-23 박재준 절연용 에폭시-유기화된 층상실리케이트 나노콤포지트의제조방법 및 이로부터 제조된 나노콤포지트
US20100244286A1 (en) * 2008-10-06 2010-09-30 Lagsa Earl Vincent B Nanocomposites for optoelectronic devices
JP2010189628A (ja) * 2009-01-20 2010-09-02 Toray Ind Inc 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
US9334387B2 (en) * 2013-09-10 2016-05-10 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Method for preparation of epoxy-clay nanocomposites
CN103865234B (zh) * 2014-04-08 2016-04-27 上海交通大学 微、纳米无机颗粒/环氧树脂三元复合材料的制备方法
CN104327456A (zh) * 2014-10-23 2015-02-04 国家纳米科学中心 一种绝缘子用环氧树脂组合物、制备方法及其用途
CN104479294B (zh) * 2014-12-05 2017-12-15 中国科学院过程工程研究所 一种电气绝缘环氧树脂组合物及其制备方法
CN105542399A (zh) * 2016-01-18 2016-05-04 西安交通大学 介电功能梯度绝缘子的离心制造方法
CN110041662B (zh) * 2019-04-16 2021-06-15 南京航空航天大学 一种基于3d打印的高分子梯度复合材料的制备方法
CN111777840B (zh) * 2020-07-14 2021-06-18 浙江大学 一种电力电子大功率器件封装用环氧树脂微纳米共混复合材料及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200708610A (en) * 2005-08-19 2007-03-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Thermal grease and method of making same
CN107418360A (zh) * 2016-05-23 2017-12-01 庄可香 一种环保型除醛除苯led灯饰散热涂料
CN113088162A (zh) * 2021-03-25 2021-07-09 中山大学 一种耐磨环氧树脂涂料及其制备方法

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