[發明專利]一種有機無機雜化復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810409520.6
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108676138A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 孔凡厚;張宇;吳井龍;胥維昌;張學龍;王新;滕赟
• 申請（專利權）人: 沈陽化工研究院有限公司;沈陽中化新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G18/30
• 分類號: C08G18/30;C08K3/32;C08K3/38;C08K3/30;C08K3/34;C08K3/16;C08K3/22;C08K3/24;C09D175/04;C09D5/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;何薇

本發明涉及復合材料技術領域，特別涉及一種有機無機雜化復合材料及其制備方法。復合材料為第一組分多異氰酸酯或改性多異氰酸酯和第二組分金屬鹽溶液或類金屬鹽溶液的混合，兩組分質量占比為10:1?1:5。復合材料制備方法為1)按上述比例取第一組分多異氰酸酯，待用；2)經水溶解金屬鹽溶液或類金屬鹽溶液調節溶液濃度為質量分數20％?90％的第二組分，待用；3)將第一組分加入至第二組分中兩組分占比10:1?1:5，兩者充分混合，25℃±3，濕度50％±10，固化24小時，即得到有機無機雜化復合材料。本發明得到的有機無機雜化復合材料有機無機分布均勻，結構致密，無機組分尺寸達到納米尺寸。本發明采用金屬鹽溶液或類金屬鹽溶液替代堿金屬硅酸鹽生成新型無機組分,強度高、模量高、耐高溫、耐腐蝕、力學性能好、反應速率快、成本低等特點。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，特別涉及一種有機無機雜化復合材料及其制備方法。

背景技術

雜化材料(Hybrid material)是包含有二種在納米或分子水平成分的復合材料。無機物具有高強度、高剛性、高硬度、壽命長、加工成型較難特點，如二氧化硅、二氧化鈦、氧化鐵等；有機物具有易于成型、結構性好、長期穩定性差等特點，如聚氨酯、聚硅氧烷、聚脲、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等。雜化材料集有機類、無機類優點于一體，在微觀尺度混合，內部較均勻，因而顯示出高密度、多功能、高集成等特性。特別在光學材料、電學材料、涂層材料、催化材料、磁性材料、生物材料等有多方面的應用。電子和光電子應用，以納米復合物為基的器件，光發射二極管,光電二極管，太陽能電池，氣體傳感器和場效應晶體管，建筑工業的防火材料，牙科填充材料，復合電極材料可用到如固態鋰電池或大容量電容器，燃料電池用的質子電導膜，抗靜電/抗反射涂層，防腐蝕材料,增材制造材料等。

德國科學家H.Schmidt在20世紀八十年代首次提出“有機-無機復合材料”的名詞概念。可將有機化合物和無機化合物結合,有機材料和無機材料的優秀特性相提升,彌補減小各自材料的突出缺陷,這是當今材料改性的重要方式。早期這些涂層主要以硅溶膠和水玻璃等為無機材料組分,以苯丙乳液、聚酯酸乙烯乳液等有機乳液為有機組分。早期這些涂層主要以硅溶膠和水玻璃等為無機材料組分,以苯丙乳液、聚酯酸乙烯乳液等有機乳液為有機組分。隨后，美國先進聚合物科學公司開發耐蝕涂料系列產品，商標為這種產品以無機耐高溫、耐化學腐蝕的二氧化硅為原料，同時連接有機組分環氧丙烷苯基醚，從而制備高性能新型無機-有機結構化合物材料。

USWO/2012/071174發明化合物混合獲得的無機-有機組合物，其包含：2-95％的堿金屬硅酸鹽水溶液；并含有約20-70％堿金屬硅酸鹽，5-98％的有機非離子親水多異氰酸酯。可以在反應混合物中加入包括諸如水硬性水泥的水粘合材料。產品可以以多種形式使用，包括具有良好粘附性和耐磨性的表面涂層，作為砂漿的多孔或孔產品，以及用于制造模制產品的泡沫混凝土，特別是在建筑工程和土木工程至于建筑物墻壁，冰屋，道路建筑物等。

CN 102548929A發明公開通過異氰酸酯、堿金屬硅酸鹽和可水合硅鋁酸鹽反應而獲得硅質基聚脲組合物，混合可水合硅鋁酸鹽與含水硅酸鹽，并使該混合物與多異氰酸酯和/或多異氰酸酯預聚物反應。

CN 1447825A專利公開一種堿金屬硅酸鹽-多異氰酸酯復合材料,含有2,2-雙嗎啉基二乙基醚的多異氰酸酯與堿金屬硅酸鹽及水混合反應形成硬化復合材料。以上專利表現出材料聚脲、二氧化硅有機無機雜化反應體系很多局限性，得到聚脲基雜化材料強度低、模量低、熱穩定性差、沖擊韌性低、力學性能差等特點。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種有機無機雜化復合材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用技術方案為：

一種有機無機雜化復合材料，復合材料為第一組分多異氰酸酯或改性多異氰酸酯和第二組分金屬鹽溶液或類金屬鹽溶液的混合，兩組分質量占比為10:1-1:5。