[發(fā)明專利]TPU改性耐沖擊透明復合材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111907153A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉亞輝;陳淑海;肖培棟;劉凱良;高振勝;王丹
• 申請（專利權）人: 山東一諾威聚氨酯股份有限公司
• 主分類號: B32B17/00
• 分類號: B32B17/00;B32B17/06;B32B27/06;B32B27/32;B32B27/36;B32B37/06;B32B37/10;B32B37/12;B32B38/00;B32B7/12
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真

本發(fā)明涉及一種TPU改性耐沖擊透明復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。本發(fā)明所述的TPU改性耐沖擊透明復合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：熱塑性聚氨酯50～70份，透明基材50～70份，金屬氧化物0.5～1份；本發(fā)明所述的TPU改性耐沖擊透明復合材料，不僅具有良好的耐沖擊能力與阻燃特性，而且還保持了極高的透明性，同時將貝殼結(jié)構擴展到了更多的材料領域；本發(fā)明同時提供了簡單易行的制備方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種TPU改性耐沖擊透明復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

由于獨特的多級分層結(jié)構，大自然中的貝殼天然具有優(yōu)異的抗拉伸、耐沖擊以及足夠的韌性。相比較人工合成的復合材料，貝殼不僅性能突出，而且還具有最大化的利用自然資源以及最小的能源需求來構建復雜的增強結(jié)構等優(yōu)勢，所以仿制貝殼狀復合材料極大的吸引著研究者的眼球。探究其增強的原因，發(fā)現(xiàn)貝殼的結(jié)構由大量的無機納米片與具有粘附性的殼質(zhì)素構成，通過滑動、橋連及拔出等機理賦予貝殼無與倫比的機械性能。目前，人們已經(jīng)制備出了大量的貝殼狀復合材料，主要包括以下幾種方法：

中國專利CN108912602公開了一種三維仿貝殼結(jié)構材料及其制備方法，利用芳綸納米纖維與云母片制備三維的仿貝殼結(jié)構材料；中國專利CN108500263公開了一種仿生貝殼結(jié)構鈦基復合材料的快速成形方法，選擇鈦絲與滲硼鈦絲為原料，通過計算機編程交替沉積仿生出貝殼結(jié)構鈦基復合材料；中國專利CN104275098公開了一種仿貝殼結(jié)構層狀氧化石墨烯納米復合膜的制備方法，將一定量的結(jié)冷膠修飾的氧化石墨烯分散液通過真空抽濾的方法將此納米雜化物自組裝形成仿貝殼結(jié)構的層狀氧化石墨烯納米復合膜。

通過以上方法，雖然已經(jīng)制備出了大量的貝殼仿生復合材料，但是這些方法均具有明顯的共同之處，使用的聚合物材料生產(chǎn)過程比較繁瑣或制備工藝復雜，并且材料和功能比較單一。深入研究貝殼結(jié)構發(fā)現(xiàn)不僅僅大量的無機物起到了增強的作用，而且其中少量的有機物殼質(zhì)素也是促使貝殼結(jié)構高機械強度關鍵的一步。而對于人工合成的聚合物材料來說，很多都太脆，導致能量吸收不足，或是太強，導致片狀結(jié)構在受到外力時破損，最終不能夠展現(xiàn)出貝殼結(jié)構真正的機械優(yōu)勢。熱塑性聚氨酯因為具有適當?shù)哪退毫选⒖估臁㈨g性與重復使用等性能，被認為是一種理想的貝殼結(jié)構中有機物的替代品。并且隨著材料使用的多元化，實際的人工合成貝殼結(jié)構也不僅僅局限于無機物與有機物的復合，所以急需一種操作簡單、成本低廉且可以大規(guī)模生產(chǎn)的工藝用來制備高強度且透明的復合材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種TPU改性耐沖擊透明復合材料，其不僅具有良好的耐沖擊能力與阻燃特性，而且還保持了極高的透明性，同時將貝殼結(jié)構擴展到了更多的材料領域；本發(fā)明同時提供了簡單易行的制備方法。

本發(fā)明所述的TPU改性耐沖擊透明復合材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：

熱塑性聚氨酯 50～70份，

透明基材 50～70份，

金屬氧化物 0.5～1份；

所述透明基材為玻璃片、聚乙烯板材、聚丙烯板材或聚甲基丙烯酸甲酯板材。

優(yōu)選的，熱塑性聚氨酯硬度為70A～60D，透光率為85-93％。

所述熱塑性聚氨酯中含有一種或多種添加劑，添加劑為抗氧化劑、抗微生物劑、抗菌劑、增容劑、電耗散或抗靜電劑、填充劑、增強劑、沖擊改性劑、增塑劑、流變改性劑、滑移添加劑或UV穩(wěn)定劑中的一種或者多種與阻燃劑的混合物。

優(yōu)選的，金屬氧化物為氫氧化鋁、氧化鋁或氫氧化鎂中的一種或多種。

所述的TPU改性耐沖擊透明復合材料的制備方法，包括以下步驟：