[發(fā)明專利]硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉/聚合物復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法

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• 申請日: 2022-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN115612198A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚乃群;劉顯奎;石飛;龐曉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 中國皮革制鞋研究院有限公司;中國皮革和制鞋工業(yè)研究院溫州研究所
• 主分類號(hào): C08L23/08
• 分類號(hào): C08L23/08;C08L23/16;C08L97/02;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K5/053;C08K5/14;C08K3/26;C08J9/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 閉釗

本發(fā)明涉及一種硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉/聚合物復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法。首先利用有機(jī)酸和硅烷偶聯(lián)劑合成硅烷碳量子點(diǎn)，然后利用硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉，接著將改性漢麻粉與EVA、POE、EPDM等聚合物基體以及填料、發(fā)泡劑等加工助劑混合，經(jīng)混煉、開煉、硫化交聯(lián)，最終得到綜合性能優(yōu)異的復(fù)合發(fā)泡材料。本發(fā)明首次提出以硅烷碳量子點(diǎn)作為漢麻粉的表面改性劑，利用其表面的烷氧基與漢麻粉表面的羥基反應(yīng)，制得了表面具有豐富氨基、烷氧基和硅烷偶聯(lián)劑長鏈的改性漢麻粉，不僅提高了漢麻粉在聚合物基體中的分散性，而且增強(qiáng)了其與基體聚合物之間的界面粘附性，由此制得的漢麻粉/聚合物發(fā)泡材料在力學(xué)性能、彈性、抗壓縮變形等方面均有顯著提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉/聚合物復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)基復(fù)合發(fā)泡材料是指利用來源廣泛的天然生物質(zhì)材料部分代替石油基聚合物材料，制備得到的一種綜合性能優(yōu)異且綠色環(huán)保的新型發(fā)泡材料。將生物質(zhì)基復(fù)合發(fā)泡材料應(yīng)用于功能性聚合物材料中，不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)聚合物組分的合理替代，而且減少了對石油基聚合物的依賴和消耗，并有助于降低成本。

乙烯～醋酸乙烯酯(EVA)是一種常見的石油基聚合物材料，是由乙烯單體和乙酸乙烯酯單體聚合而成的無規(guī)共聚物。以EVA作為基體制得的發(fā)泡材料具有輕便、彈性好、柔韌性好、不易皺、著色性好、適應(yīng)各種氣候等優(yōu)點(diǎn)，在鞋材等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。漢麻是一種典型的天然生物質(zhì)材料，其主要成分為纖維素、木質(zhì)素和半纖維素，具有優(yōu)異的吸濕排濕、抗菌、耐高溫和吸波消音性能。漢麻與EVA共混有助于提高EVA發(fā)泡材料的抗菌和吸濕排濕性能，相應(yīng)的漢麻/EVA復(fù)合發(fā)泡材料可用于制備各種日常生活用品。

檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利CN105462049A公布了一種漢麻稈芯粉體改性EVA復(fù)合發(fā)泡材料及其制備方法，然而由于漢麻粉與EVA的相容性差，因此該方案中漢麻粉的添加量十分有限(僅為1～8份)，導(dǎo)致漢麻的優(yōu)勢并未得到充分體現(xiàn)。此外由于未改性的漢麻粉不易在EVA基體中均勻分散，并且兩者界面相互作用較弱，最終導(dǎo)致漢麻/EVA復(fù)合材料的力學(xué)性能、加工性能都不夠理想。

綜上，目前高性能漢麻/EVA復(fù)合材料的研究難點(diǎn)集中在如何解決漢麻與EVA基體的相容性方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉/聚合物復(fù)合發(fā)泡材料，該復(fù)合發(fā)泡材料的組成包括：硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉、聚合物、發(fā)泡劑、加工助劑。

進(jìn)一步的，所述硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉的制備方法具體如下：第一步將有機(jī)酸、硅烷偶聯(lián)劑按照0.25～1.0g:10mL的比例混合后在150～200℃下反應(yīng)，得到硅烷碳量子點(diǎn)；第二步將硅烷碳量子點(diǎn)與漢麻粉按照0.1～10:100的質(zhì)量比混合后在10～50℃下反應(yīng)，得到硅烷碳量子點(diǎn)改性漢麻粉。

進(jìn)一步的，所述有機(jī)酸選自檸檬酸、硼酸、沒食子酸、膦酸中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-縮水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅烷、γ-巰丙基-三甲氧基硅烷和γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一種。

進(jìn)一步的，所述漢麻粉由漢麻稈芯粉碎得到，其粒徑為10～2000目，優(yōu)選為40～200目。

進(jìn)一步的，所述聚合物選自乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯-辛烯共聚彈性體(POE)、三元乙丙橡膠(EPDM)中的至少一種，三者的質(zhì)量份數(shù)比為50～100:0～50:0～50。

更進(jìn)一步的，所述EVA中VA的質(zhì)量含量為10％～40％，優(yōu)選為14％～26％；所述POE的熔融指數(shù)為1～5；所述EPDM中乙烯的質(zhì)量含量為40％～80％。