[發明專利]一種輕質有機復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110314557.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113061284B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 胡友根;韋劍鴻;許亞東;林志強;趙濤;孫蓉
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: C08J9/32
• 分類號: C08J9/32;C08L83/04;C08L83/05;C08L83/07;C08L63/00
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

1.一種基于熱膨脹微球的有機復合材料，其特征在于，所述有機復合材料中包括由熱膨脹微球的球壁相互連接形成的連續相骨架，以及在熱膨脹微球外部間隙中填充的有機材料；所述的有機材料選自低粘度流體、彈性體以及熱固性聚合物材料；

所述基于熱膨脹微球的有機復合材料通過以下方法獲得：將熱膨脹微球與低粘度流體、彈性體以及熱固性聚合物材料，或與形成低粘度流體、彈性體以及熱固性聚合物材料的前驅體進行混合，得到半固體或液體的混料；將混料注入密閉容器中，并加熱使熱膨脹微球膨脹且熱膨脹微球的球壁連接形成連續相骨架；

所述基于熱膨脹微球的有機復合材料的中單位體積內連續相骨架密度為0.021g/cm³以上。

2.權利要求1所述的基于熱膨脹微球的有機復合材料，其特征在于，所述基于熱膨脹微球的有機復合材料的中單位體積內連續相骨架密度為0.021-0.07g/cm³。

3.權利要求2所述的基于熱膨脹微球的有機復合材料，其特征在于，所述基于熱膨脹微球的有機復合材料中熱膨脹微球所占重量分數:99.99wt％～20wt％。

4.權利要求3所述的基于熱膨脹微球的有機復合材料，其特征在于，所述基于熱膨脹微球的有機復合材料中所述低粘度流體、彈性體或熱固性聚合物材料所占質量分數為:0.01wt％-80wt％。

5.根據權利要求1所述的有機復合材料，其特征在于，所述熱膨脹微球是一種由熱塑性聚合物外殼和包裹的液態烷烴氣體組成的聚合物微球。

6.根據權利要求5所述的有機復合材料，其特征在于，所述熱膨脹微球選自以丙烯酸外殼的熱膨脹微球。

7.根據權利要求6所述的有機復合材料，其特征在于，所述熱膨脹微球選自AkzoNobelEXPANCEL TM031DU40，AkzoNobel EXPANCEL TM051DU40，AkzoNobelEXPANCELTM093DU120，AkzoNobel EXPANCEL TM980DU120，Advancell EHM303，AdvancellEM403，日本松本F-78KD，MSH-550中的一種。

8.根據權利要求1所述的有機復合材料，其特征在于，低粘度流體選自硅油、脂肪烴、脂肪酸、脂肪醇；

所述彈性體選自熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TPU)、有機硅凝膠、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、熱塑性硫化橡膠(TPV)、熱塑性聚酰胺彈性體(TPA)、熱塑性共聚酯彈性體(TPC)、苯乙烯類熱塑性彈性體(TPS)、熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)；

所述熱固性聚合物材料選自酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、有機硅樹脂、聚氨酯。

9.根據權利要求1所述的有機復合材料，其特征在于，所述基于熱膨脹微球的有機復合材料的密度為0.046g/cm³-0.3g/cm³。

10.根據權利要求1所述的有機復合材料，其特征在于，所述基于熱膨脹微球的有機復合材料為固體材料。

11.根據權利要求1-10任一項所述的基于熱膨脹微球的有機復合材料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟：

(1)將熱膨脹微球與低粘度流體、彈性體以及熱固性聚合物材料中的至少一種材料進行混合，或將熱膨脹微球與形成低粘度流體、彈性體以及熱固性聚合物材料中的至少一種材料的前驅體進行混合，得到液體或半固體的混料；

(2)將上述混料，放入封閉的模具腔室中，以熱膨脹微球的發泡溫度加熱，保溫膨脹至反應完全，降溫后從模具中取出，獲得基于熱膨脹微球的有機復合材料。