[發明專利]一種應力響應智能材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710789898.9
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107501945A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 楊慧;笪蓉
• 申請（專利權）人: 句容躬行創客管理咨詢有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L71/02;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/22;C08K7/06;C08K9/02;C08K3/34;C08K3/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于功能性材料領域，具體涉及一種應力響應智能材料及其制備方法。

背景技術

智能材料結構式一門新興起的多學科交叉的綜合科學。80年代末隨著材料技術和大規模集成電路技術的進步，美國軍方首先提出了智能材料與結構的設想和概念。智能材料又稱為機敏材料，是具備感知、自診斷、自適應、自修復等功能的材料。

申請號201310069412.6，名稱為一種應力響應智能材料的制備方法，包括以下步驟：A)將聚二有機硅氧烷、含硼化合物、雙官能團擴鏈劑和功能化改性劑混合，進行反應，干燥，得到應力響應智能材料前驅體；B)將所述應力響應智能材料前驅體經過后處理，得到應力響應智能材料；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。本發明所提供的應力響應智能材料雖然具有較好的自修復能力，但應力響應速度有待提高，且能量吸收率不夠。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的提供一種應力響應智能材料及其制備方法，該材料應力響應快，能量吸收率高，自我修復，且制備方法簡單。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種應力響應智能材料，包括以下按重量份數計的組分：聚二有機硅氧烷40-58份、硼化鈉8-14份、泡沫鋁1-4份、納米鎳23-48份、石墨烯23-30份、碳纖維12-19份、氮化硅23-45份、二氧化釩1-8份、檸檬酸鈉23-38份、聚乙二醇24-35份、偶氮異丁腈21-28份、N-異丙基丙烯酰胺10-18份、水48-72份。

作為改進的是，上述應力響應智能材料，包括以下按重量份數計的組分：聚二有機硅氧烷55份、硼化鈉12份、泡沫鋁3份、納米鎳34份、石墨烯28份、碳纖維17份、氮化硅32份、二氧化釩6份、檸檬酸鈉35份、聚乙二醇28份、偶氮異丁腈27份、N-異丙基丙烯酰胺14份、水67份。

作為改進的是，所述碳纖維的長度為10-30μm。

上述應力響應智能材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，稱取各組分；步驟2，將二氧化釩加熱到70-80℃，再加入N-異丙基丙烯酰胺攪拌均勻后，加入碳纖維保溫10-20min，過濾后去離子水清洗濾渣，干燥得負載二氧化釩的碳纖維；步驟3，將氮化硅加熱融化后，加入石墨烯攪拌后，保溫10-30min，過濾后清洗濾渣，烘干得改性石墨烯；步驟4，將聚二有機硅氧烷、硼化鈉、泡沫鋁、納米鎳投入反應釜中融化后，加入檸檬酸鈉、聚乙二醇、偶氮異丁腈，攪拌均勻后，再加入負載二氧化釩的碳纖維和改性石墨烯，繼續攪拌投入擠出機中擠出即可。

作為改進的是，步驟2中攪拌速度為480-520rpm。

作為改進的是，步驟4擠出機的擠出溫度為280-320℃。

與現有技術相比，本發明通過在碳纖維上負載二氧化鈦，以及對石墨烯的改性，提高了該材料的應力響應能力和能量吸收率。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步詳細介紹。

實施例1

一種應力響應智能材料，包括以下按重量份數計的組分：聚二有機硅氧烷40-58份、硼化鈉8-14份、泡沫鋁1-4份、納米鎳23-48份、石墨烯23-30份、碳纖維12-19份、氮化硅23-45份、二氧化釩1-8份、檸檬酸鈉23-38份、聚乙二醇24-35份、偶氮異丁腈21-28份、N-異丙基丙烯酰胺10-18份、水48-72份。

作為改進的是，所述碳纖維的長度為10-30μm。

上述應力響應智能材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，稱取各組分；步驟2，將二氧化釩加熱到70℃，再加入N-異丙基丙烯酰胺攪拌均勻后，加入碳纖維保溫10min，過濾后去離子水清洗濾渣，干燥得負載二氧化釩的碳纖維；步驟3，將氮化硅加熱融化后，加入石墨烯攪拌后，保溫10min，過濾后清洗濾渣，烘干得改性石墨烯；步驟4，將聚二有機硅氧烷、硼化鈉、泡沫鋁、納米鎳投入反應釜中融化后，加入檸檬酸鈉、聚乙二醇、偶氮異丁腈，攪拌均勻后，再加入負載二氧化釩的碳纖維和改性石墨烯，繼續攪拌投入擠出機中擠出即可。其中，步驟2中攪拌速度為480rpm，步驟4擠出機的擠出溫度為280℃。

實施例2