[發明專利]一種原位聚合復合材料

在審

• 申請號: 201510968577.6
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105367750A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發明（設計）人: 楊磊
• 申請（專利權）人: 合肥仲農生物科技有限公司
• 主分類號: C08G18/78
• 分類號: C08G18/78;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/16;C08K9/04;C08K3/36
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技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種原位聚合復合材料。

背景技術

納米顆粒提供令人感興趣的并且常常預料不到的性質，因為它們的性質是顆粒表面的而不是本體體積的結果。例如，納米顆粒可顯示出令人驚訝的機械、光學和電性質，即使在低的濃度下。在聚合物科學中，特別是對于聚合物增強，納米顆粒的性質已經吸引了關注。

聚合物增強中的重要因素是納米顆粒在聚合物中的分布。據信，納米顆粒并且特別是碳納米管應該理想地均勻分布在聚合物中并且各納米顆粒單獨地被聚合物包覆，使得可實現向納米顆粒的有效負荷轉移。納米顆粒的均勻性的不足即不均勻分布可產生弱的點以及不均勻的應力分布，結果最多導致機械性質的僅邊際增強。

由于分散的困難，通過納米顆粒的引入而強有力地改善聚合物的機械性質的希望尚未實現。因此，改善納米顆粒在聚合物中分布的需要仍然存在。為了獲得CNT在聚合物并且特別是聚烯烴中的良好分散，在文獻中提出了若干種方法，例如原位聚合和相容劑的使用。

原位聚合：在該途徑中，使用CNT作為催化劑載體，代替更經典的載體例如二氧化硅或氧化鋁磷酸鹽。在CNT載體上浸漬或沉積催化劑之后，然后可將該負載的催化劑引入聚合反應器中。在聚合結束時，(包含CNT的)催化劑殘留物可良好地分散在聚合物基質中。該途徑的主要缺點是需要將該CNT負載的催化劑引入到工業聚合反應器中。實際上，在CNT-聚烯烴制造結束時，可能需要反應器的完全清潔。出于安全原因(這是由于關于CNT毒性的不確定性，在接下來的聚烯烴制造中不應存在CNT的污染)和出于產品品質原因(反應器中的任何剩余的痕量CNT可引起在接下來的運行中制備的聚合物的顯著顏色變化)，這樣的清潔可為嚴格的。

相容劑的使用：已知許多產品對于CNT–聚合物共混物而言是令人感興趣的相容劑。不幸的是，有效的相容劑可對應于相當昂貴的產品。由于這樣的相容劑的存在，CNT/相容劑/聚合物的最終成本可顯著提高。

仍然存在提供具有改善的納米顆粒分散的納米復合材料的需要。而且仍然存在提供獲得具有改善的納米顆粒分散的納米復合材料的方法的需要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種原位聚合復合材料，滿足市場的基本需求。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種原位聚合復合材料，包括碳化二亞胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、納米二氧化硅，所述碳化二亞胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、納米二氧化硅的質量百分比例為100:44:86:113，所述納米二氧化硅表面經鈦酸酯處理，且粒徑為20~40mm。

進一步地，所述材料制備方法包括以下步驟：將聚醚乙二醇、米酚混合混合后減壓脫水，然后將納米二氧化硅攪拌混合并在超聲輻射作用下分散于碳化二亞胺改性MDI液體中，全部混合均勻后，傾入模具中加壓固化15min，再經脫模后干雜固化48小時。

進一步地，所述聚醚乙二醇與米酚混合過程中加入催化劑，且所述催化劑優先選用鄰苯二甲酸二甲酯。

進一步地，所述鄰苯二甲酸二甲酯的用量為聚醚乙二醇、米酚聚合物用量的2.5%。

本發明的有益效果是：

本發明材料加工方便，降低了生產成本，材料性能優越，拓寬了復合材料在汽車、建筑、船舶、儀器等行業上的應用。

具體實施方式

下面將結合實施例，來詳細說明本發明。

一種原位聚合復合材料，包括碳化二亞胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、納米二氧化硅，所述碳化二亞胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、納米二氧化硅的質量百分比例為100:44:86:113，所述納米二氧化硅表面經鈦酸酯處理，且粒徑為20~40mm。

其中，材料制備方法包括以下步驟：將聚醚乙二醇、米酚混合混合后減壓脫水，然后將納米二氧化硅攪拌混合并在超聲輻射作用下分散于碳化二亞胺改性MDI液體中，全部混合均勻后，傾入模具中加壓固化15min，再經脫模后干雜固化48小時。

其中，聚醚乙二醇與米酚混合過程中加入催化劑，且所述催化劑優先選用鄰苯二甲酸二甲酯。

其中，鄰苯二甲酸二甲酯的用量為聚醚乙二醇、米酚聚合物用量的2.5%。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。