[發明專利]高分子復合材料及其制造方法

有效

• 申請號: 201310576296.7
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN104098877A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 魏麒書;林巖錫;楊佩芬;林政助
• 申請（專利權）人: 財團法人紡織產業綜合研究所
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K5/053;C08K3/36;C08G63/91;C08G63/676
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及高分子復合材料，且特別是涉及一種具有溫度緩沖以及應力緩沖的雙緩沖調節機能的高分子復合材料。

背景技術

在日常生活中，許多行為存在著外界沖擊力造成對人體傷害的危險，特別是當人們進行某些高危險性運動競技，例如單車競速、溜冰、滑雪、騎馬、重機騎乘、賽車時，人體更需要穿著安全帽、運動護具等安全防護裝置，以使人體在面對外界突如其來的沖擊力時，使沖擊力先透過身上所穿著的安全防護裝置的「沖擊緩沖」，減低此沖擊力作用于人體的強度以達到保護的效果。目前，市場上廣泛使用的安全防護裝置大多是以硬質丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile?butadiene?styrene,ABS)塑料外殼并復合乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene-vinyl?acetate,EVA)或聚氨基甲酸酯(polyurethane,PU)等發泡材制作而成，該些材料雖然具有沖擊緩沖的防護機能，但其硬質的特性也限制了使用者的動作靈活性，還存在護具穿戴帶給人體悶熱感等缺點。對此，「剪切增稠流體(Shear?Thickening?Fluid,STF)」等特殊材料所具有的平時保持柔軟，遇沖擊則形成固態的特性，改善了上述硬質護具限制使用者動作靈活性的缺點，例如目前市售品d3o即以此STF材料制成STF-rubber用于滑雪服、滑板鞋、劍道服及機車防摔服等應用，主要目的皆是希望同時賦予柔軟舒適性與防護性，然而護具穿戴所帶給人體的悶熱感仍是亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種雙緩沖調節機能的高分子復合材料，「溫度調節型剪切增稠流體樹脂(Thermo-STF?Resin)」，可通過紫外光源或是熱源進行定型反應，不僅可兼具雙效緩沖調節機能（沖擊緩沖、熱能調節），還具備節能、環保與制備工藝快速等優勢特性。可應用于「溫度調節型防護墊片」及「溫度調節型防護織物墊片」。

本發明的一方面提出一種高分子復合材料，其組成至少包含一多元醇以及一相變網狀交聯聚合物，其中，該相變網狀交聯聚合物至少具有一離子基，該離子基與該多元醇的羥基具有氫鍵結合，該多元醇被包覆且分散于該相變網狀交聯聚合物的交聯聚合結構中，而該多元醇的重量百分比組成為20～60%，該相變網狀交聯聚合物的重量百分比組成為40～80%。

在本發明的一實施例中，所述多元醇中進一步包含多個無機氧化物粒子分散于該多元醇內。

在本發明的一實施例中，所述無機氧化物粒子是納米級二氧化硅粒子，使該多元醇作為剪切增稠非牛頓流體。

在本發明的一實施例中，所述二氧化硅粒子的粒徑小于50納米(nm)。

在本發明的一實施例中，所述多元醇是聚乙二醇、聚四氫呋喃醚、丙三醇或它們的任意組合。

在本發明的一實施例中，所述相變網狀交聯聚合物是由具有兩個以上的碳碳雙鍵、至少一離子基、以及至少一聚酯鏈段的前驅寡聚物進行交聯聚合而成。

在本發明的一實施例中，所述前驅寡聚物是由多元醇、烯二酸酐、以及三乙醇胺或三乙胺共聚而得。

在本發明的一實施例中，所述前驅寡聚物進一步包含甲基丙烯酸羥乙酯。

在本發明的一實施例中，所述相變網狀交聯聚合物的相變溫度為15℃～40℃。

在本發明的一實施例中，所述高分子復合材料還包含聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、硅氧烷樹脂或它們的混合物。

本發明的另一方面提出一種高分子復合材料的制造方法，包括混合第一多元醇與一酸酐，進行酯化反應以形成寡聚物I，其中，該寡聚物I的兩末端是羧酸基；混合寡聚物I與不飽和羧酸羥烷基酯，該不飽和羧酸羥烷基酯與該寡聚物I的一端羧酸基進行縮合反應以形成寡聚物II；混合寡聚物II與三乙醇胺，該三乙醇胺與該寡聚物II的另一端羧酸基反應形成具離子基的前驅寡聚物；向該前驅寡聚物中加入第二多元醇，該第二多元醇與該前驅寡聚物的該離子基形成氫鍵；向所述第二多元醇與該前驅寡聚物的混合物中加入雙鍵起始劑，該雙鍵起始劑可誘發該前驅寡聚物的聚合反應；以及以紫外光或熱源照射該第二多元醇與該前驅寡聚物的混合物，使該前驅寡聚物產生交聯聚合而形成一相變網狀交聯聚合物，并將該第二多元醇包覆且分散于該相變網狀交聯聚合物的交聯聚合結構中。

在本發明的一實施例中，在以紫外光或熱源該第二多元醇與該前驅寡聚物的混合物的步驟之前，還包括向該第二多元醇與該前驅寡聚物的混合物中加入聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物、硅氧烷樹脂或它們的混合物。