[發明專利]一種具有剪切變硬和阻燃性能的復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110363654.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113025050A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 龔興龍;陳紅;王勝
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K3/38;C08K5/14;C08K3/32
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李曉莉

本發明涉及一種具有剪切變硬和阻燃性能的復合材料及其制備方法。所述復合材料包含剪切變硬膠、阻燃納米粒子、硫化劑的混合物經熱處理得到的產物。所述方法包括以下步驟：將剪切變硬膠與阻燃納米粒子混合均勻；再向混合物中加入硫化劑，并利用開式煉膠機進行混煉；將上述混合物進行熱處理，得到復合材料。所述的多功能柔性材料，具有力學防護與阻燃性能，可以廣泛應用于人體的各個身體部位，起到力學防護與阻燃的功能，保護使用者免受沖擊與火焰的傷害。

技術領域

本發明屬于多功能材料技術領域，具體涉及一種具有剪切變硬和阻燃性能的復合材料及其制備方法。

背景技術

多功能復合材料是指除機械性能以外還提供其他性能的復合材料，多功能復合材料主要由功能體或增強體及基體組成。功能體可由一種或以上功能材料組成。多元功能體的復合材料可以具有多種功能。同時，還有可能由于復合效應而產生新的功能。多功能復合材料是功能復合材料的發展方向。其中，柔性阻燃材料是通過將阻燃納米粒子引入到柔性高分子基體中研制而成的，其兼具柔性與阻燃性，因此廣泛應用于家庭生活、建筑等領域。

鑒于外界環境的復雜化與應用需求的多樣化，單一功能的柔性防護材料已遠遠不能滿足實際應用需求。基于此，研究人員逐漸展開多功能柔性防護材料的研制工作。

有害的機械碰撞在日常生活中普遍存在。為了保護人體免受外界沖擊傷害，可穿戴防護材料成為近年來的研究熱點。利用剪切增稠被認為是一種保護人體有效的策略，并得到了廣泛的研究。公開號為CN212545648 U的中國專利公開了一種防撞減壓生物基護膝及其制備方法，低成本易制作，并在廢棄時能回收降解其廢棄物。公開號為CN207252840 U的中國專利公開了一種柔軟舒適的高緩沖護膝及其制備方法，解決現有的運動護具在防護性能與柔軟舒適無法兼顧的問題，在穿戴舒適的基礎上又具有較傳統防護材料更加優異的防護性能。

此外，火災事故也時有發生，對人類生命安全也有嚴重的危害。公開號為CN211983863 U的中國專利公開了一種防摔傷型阻燃防護服的設計想法，該防護服面料從內到外共有四層，其中有一層是阻燃層，紐扣也采用耐高溫的304不銹鋼材質。公開號為CN211983855 U的中國專利公開了一種抗溫阻燃防護服及其制備方法，該防護服具有優異的阻燃防護性能。

從目前所公開的專利來看，同時擁有阻燃和力學防護的多功能柔性材料的研究仍然較少，單一功能的阻燃或剪切增稠復合材料難以滿足實際抗沖擊和高溫阻燃等防護領域的應用需求，且造價昂貴，研制工藝復雜，同時不便于大規模生產應用。

發明內容

本發明改進傳統技術的不足，提供一種具有剪切變硬和阻燃性能的復合材料及其制備方法。所述材料為具有優異阻燃和力學防護性能的多功能柔性復合材料。本發明拓展了柔性材料的使用范圍，使之可以在力學防護范圍內使用，還可以在阻燃范圍內使用。同時，該多功能材料制備工藝簡單，長時間放置其穩定性良好。基于此，該材料在力學防護、阻燃等方面具有較大的潛力。

具體來說，本發明通過如下技術方案實現：

在本發明的一個實施方案中，一種具有剪切變硬和阻燃性能的復合材料，其中所述復合材料是由剪切變硬膠、阻燃納米粒子和硫化劑的混合物經熱處理得到的產物。

在本發明的一個實施方案中，所述熱處理在30-300攝氏度的溫度下進行；優選地，所述熱處理在40-250攝氏度的溫度下進行；更優選地，所述熱處理在60-200攝氏度的溫度下進行；最優選地，所述熱處理在80-140攝氏度的溫度進行。優選地，所述熱處理在100攝氏度-300攝氏度的溫度進行。