[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)力響應(yīng)智能材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310069412.6
• 申請(qǐng)日: 2013-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103113591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐昆;宋春雷;譚穎;王丕新;李鵬翀;劉暢;路璀閣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08G77/398
• 分類(lèi)號(hào): C08G77/398
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)力響應(yīng)智能材料及其制備方法。

背景技術(shù)

應(yīng)力響應(yīng)型智能材料主要包括沖擊硬化材料和沖擊軟化材料，其中沖擊硬化材料在運(yùn)動(dòng)防護(hù)，保護(hù)包裝以及軍警用防護(hù)材料方面具有及廣泛應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了多種沖擊硬化材料，如硼交聯(lián)硅氧烷，其具有脹流性能，能夠呈現(xiàn)一定的應(yīng)力響應(yīng)性。公開(kāi)號(hào)為CN101400516A的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種脹流型硅氧烷的制備方法，該方法將聚二有機(jī)硅氧烷、含硼化合物和疏水化合物混合，在150～200℃進(jìn)行反應(yīng)，得到了具有脹流性能的有機(jī)聚硅氧烷。該方法在制備有機(jī)聚硅氧烷的過(guò)程中反應(yīng)體系需要較高反應(yīng)溫度，對(duì)反應(yīng)條件要求較高。

公開(kāi)號(hào)為WO-2007/102020和WO-00/69293的世界專(zhuān)利中，為保證較好沖擊防護(hù)效果，均選取了高分子量硅氧烷作為反應(yīng)原料制備脹流性硅氧烷組合物，且在反應(yīng)過(guò)程中體系內(nèi)硅硼聚合物擴(kuò)鏈和交聯(lián)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，產(chǎn)物的粘度較高，給大規(guī)模生產(chǎn)及后續(xù)工序帶來(lái)極大不便。

公開(kāi)號(hào)為CN102037088A的中國(guó)專(zhuān)利中公布了一種脹流性硅氧烷乳液的制備方法，該專(zhuān)利將帶有硅烷醇官能基團(tuán)的有機(jī)基聚硅氧烷、硼化合物和乳化劑混合，進(jìn)行反應(yīng)，形成脹流性硅氧烷乳液。該方法雖然工藝較簡(jiǎn)單，但是將該脹流性硅氧烷乳液施加于織物上，制成防護(hù)材料時(shí)，其應(yīng)力響應(yīng)能力較差，能量吸收率較低且不具有自修復(fù)性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種應(yīng)力響應(yīng)智能材料及其制備方法，本發(fā)明所提供的應(yīng)力響應(yīng)智能材料具有較好的應(yīng)力響應(yīng)能力，能量吸收率高，并且具有自修復(fù)性能。

本發(fā)明提供了一種應(yīng)力響應(yīng)智能材料的制備方法，包括以下步驟：

A）將聚二有機(jī)硅氧烷、含硼化合物、雙官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑和功能化改性劑混合，進(jìn)行反應(yīng)，干燥，得到應(yīng)力響應(yīng)智能材料前驅(qū)體；

B）將所述應(yīng)力響應(yīng)智能材料前驅(qū)體經(jīng)過(guò)后處理，得到應(yīng)力響應(yīng)智能材料；

所述后處理為加熱、微波輻射、與分散劑混合后再去除分散劑、擠出和輥壓中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述步驟A）具體為：

A1）將聚二有機(jī)硅氧烷與含硼化合物混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到第一反應(yīng)液；

A2）將所述第一反應(yīng)液與雙官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到第二反應(yīng)液；

A3）將所述第二反應(yīng)液與功能化改性劑混合，進(jìn)行反應(yīng)，干燥，得到應(yīng)力響應(yīng)智能材料前驅(qū)體。

優(yōu)選的，所述步驟B）中，加熱的溫度為90～200℃，加熱的時(shí)間為0.5～6小時(shí)。

優(yōu)選的，所述微波輻射的輻照強(qiáng)度為1～400mW/cm²，輻照時(shí)間為1～30分鐘。

優(yōu)選的，所述與分散劑混合后再去除分散劑的具體方法為：

在22～28℃條件下，與分散劑混合均勻后，在30～70℃條件下?lián)]發(fā)分散劑2～72小時(shí)；

所述分散劑為醇類(lèi)、酯類(lèi)或超臨界流體。

優(yōu)選的，所述擠出或輥壓的溫度條件為90～200℃。

優(yōu)選的，所述擠出為單螺桿擠出或雙螺桿擠出中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述聚二有機(jī)硅氧烷為雙羥基封端的聚二甲基硅氧烷；

所述含硼化合物為氧化硼、硼酸鹽、硼酸類(lèi)化合物、硼酸酯類(lèi)化合物或三甲氧基硼氧六環(huán)；

所述雙官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑為乙二酸、己二酸、乙二胺或二異氰酸酯；

功能化改性劑為鈦酸酯、鈦磷酸酯、鋯酸酯、鋯磷酸酯、硅酸酯、醇化鈦、醇化鋯或醇化鉿。

優(yōu)選的，所述聚二有機(jī)硅氧烷、含硼化合物、雙官能團(tuán)擴(kuò)鏈劑和功能化改性劑的質(zhì)量比為（55～96.5）：（3.5～25）：（0～10）：（0～10）。

本發(fā)明還提供了一種根據(jù)本發(fā)明所提供的應(yīng)力響應(yīng)智能材料的制備方法制備的應(yīng)力響應(yīng)智能材料。