[发明专利]橡胶或塑料类制品中添加纳米粒子的方法

说明书

本发明涉及一种橡胶或塑料类制品中添加纳米粒子的方法。

纳米技术是近二十年发展起来的高新技术，国外已有将纳米粒子添加到现有产品中的例子，如：日本研制出了SiO₂纳米粒子添加到外墙涂料中，还有将SiO₂纳米粒子用到防晒霜中；美国有将纳米TiO₂添加到清漆中和油墨中，还有将纳米铁磁性体和纳米亚铁磁体悬浮于碳氢化合物中构成高磁性流体；供实践使用，效果极佳。其生产工艺特点是将纳米材料添加到有机分子为主的液体母材中，制成实用品，且产品都为液体(含油状、胶状、乳状)的流体品。其不足之处在于因是流体状的产品，不能固化、成形，从而大大地限制了纳米产品的种类和实际应用的范围。因此研制将纳米粒子容于到能固体化的母材中是纳米技术走向应用发展的必须攻关的难题之一。

国内虽有将纳米“雷蒙士”添加到塑料中去的报道，但其仅仅是将纳米粒子“植入”到塑料表面，因而暂还不能达到工业化大生产的要求。

本发明的目的是为了克服上述现有纳米产品仅仅实用于液体流体品的不足和虽能将纳米粒子添加到塑料中，但方法单一以及不能达到工业化大生产要求的不足，而找到一种能用工业化方法生产将纳米粒子添加到母料(或基料)中去，且含有纳米粒子的母料可固化成型、成体后，供后序的纳米技术加工或成为供实践需要的，可安装使用的纳米产品的方法。

本发明的目的是通过如下措施来实现的：橡胶或塑料类制品中添加纳米粒子的方法：将液态有机原料A(呈酸性)、液态有机原料B(呈碱性)或和液态原料C...进行混合，在60-140℃条件经高速搅拌，发生加成、扩链反应后呈高分子流体材料，经固化(硫化)后使流体材料成型、成体，这是现在生产橡胶或塑料制品的工艺方法。它的特殊之处在于纳米粒子的添加点可在a点和(或)b点和(或)c点；其中a点在原料A、原料B或原料C中添加相应纳米粒子，即液体原料段上添加；b点在经过加成或扩链后生成的高分子流体材料上添加；c点在包容有纳米粒子的橡胶或塑料固体上用纳米技术喷作纳米薄膜，使纳米粒子或作径向或作轴向生长。

本发明具有如下优点或积极效果：(1)改变了现有技术大多只能将纳米材料添加到以有机分子为主的液体母料中，且实用品大多为液状流体品的不足。(2)找到了能用工业生产方法，将纳米粒子添加到母料(或基料)中去，且可固化成型，成体的方法，扩大了纳米产品的范围。(3)使橡胶或塑料类产品具有了纳米材料在光、电、磁、声、热、力和生物等领域上的特殊性能。拓展了橡胶或塑料类产品的实用范围。

下面结合附图详细介绍本发明的生产工艺和实施情况。

图1为传统橡胶或塑料类制品的工艺方框图。

图2为本发明橡胶或塑料类制品中添加纳米粒子机理示意图。

图3为本发明一个实施例图，即浇注型聚氨脂塑料中添加纳米SiO₂的方法。

图4为本发明的另一个实施例图，即聚氨脂(脲)喷涂塑料中添加TiO₂纳米的方法。

在图1中：制作橡胶或塑料制品的原料中，至少有两种液体有机原料，且它们分别呈酸性和碱性，若还有第三种液体原料(用虚线表示)，则它可以先与液体原料A，或液体原料B先进行混合、反应，也可以与原料A、原料B同时进行高速搅拌，参加扩链、加成等反应呈高分子流体材料；流体材料必须经固化或硫化后可成固体材料或成型材料；每道工艺程序中可根据需要添加相应需要的物质。