[发明专利]一种耐空间环境原子氧剥蚀的杂化材料及制备方法

权利要求书

1.一种耐空间环境原子氧剥蚀的杂化材料，其特征在于：该杂化材料的组成为：以重量计，

（A）聚合物，用量为100份，该聚合物为聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚砜、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种；

（B）溶胶－凝胶前驱体，用量为20～150份，该前驱体为能够水解生成不与原子氧反应的无机组分的有机硅化合物或有机金属醇盐化合物，如正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、异丙醇铝、四氯化钛、锆酸四丁酯、钛酸四丁酯、二水合乙酸锌、二甲基环辛二烯铂中的一种；原位生成的无机相粒径为5～5000纳米；

（C）该溶剂A是N，N-二甲基乙酰胺即DMAC或N-甲基吡咯烷酮即NMP或丙酮或乙醇，其用量为100～500份；该溶剂B是水和乙醇或水和丙酮，其用量为水10～30份，乙醇或丙酮20～60份；该催化剂是稀盐酸或氨水或对甲苯磺酸或苄基二甲胺或乙酰丙酮，其用量为0.02～0.1份；该偶联剂是乙烯基三乙氧基硅烷即A151或者γ-氨基丙基三乙氧基硅烷即KH550或者γ―2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷即KH560或者γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570或者四异丙基即二辛基亚磷酸酯酰基钛酸酯即NDZ-401中的一种，其用量为所生成无机相质量的0.005～0.05份。

2.一种耐空间环境原子氧剥蚀的杂化材料的制备方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一:称取聚合物和溶胶－凝胶前驱体

按聚合物:溶胶－凝胶前驱体质量比＝100:20～150称取；

步骤二:选取有机硅化合物或有机金属醇盐化合物中正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、异丙醇铝、四氯化钛、锆酸四丁酯、钛酸四丁酯、二水合乙酸锌、二甲基环辛二烯铂中的一种；

选取溶剂为水和乙醇或丙酮；

选取催化剂为稀盐酸、氨水、对甲苯磺酸、苄基二甲胺、乙酰丙酮中的一种；

选取不与原子氧反应的无机相所需的偶联剂，其偶联剂是乙烯基三乙氧基硅烷即A151、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷即KH550、γ―2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷即KH560、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷即KH570、四异丙基二辛基亚磷酸酯酰基钛酸酯即NDZ-401中的一种；

按有机硅化合物或有机金属醇盐化合物:水:乙醇或丙酮:催化剂=100:10～30:20～60:0.02～0.10称取上述材料，按原位生成的无机相:偶联剂=100:0.5～5称取上述材料；并将其放入反应釜中搅拌混合均匀，制得溶胶-凝胶前驱体溶液；常温常压下搅拌，搅拌速度为400～800转／分；

将溶胶-凝胶前驱体溶液静置一段时间，使其水解，静置时间为0.5～2小时；

步骤三:制备聚合物溶液

选取聚合物前驱体或聚合物单体或低聚物中的一种；

选取溶剂为N，N-二甲基乙酰胺即DMAC或N-甲基吡咯烷酮即NMP或丙酮或乙醇中的一种；

按聚合物前驱体或聚合物单体或低聚物:溶剂=100:100～500称取上述材料，并将其放入反应釜中搅拌混合均匀，制得聚合物溶液；

步骤四:制备耐原子氧剥蚀的有机/无机杂化材料溶液

在配制好上述步骤三的溶液后，将步骤三所得溶液在反应釜搅拌中加入上述步骤二中得到的溶液中，混合均匀后制得抗原子氧剥蚀复合有机/无机杂化材料溶液；

步骤五:制备耐原子氧剥蚀的有机／无机杂化材料

经选用预定的成型工艺和设备，如溶液浇铸成型工艺、挤出模压成型工艺、注塑吹塑成形工艺，按照预定的升温程序固化成型，制出耐原子氧剥蚀的有机/无机杂化材料。

3.根据权利要求2所述的一种耐空间环境原子氧剥蚀的杂化材料的制备方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤一:称取聚合物和溶胶－凝胶前驱体

按聚合物:溶胶－凝胶前驱体质量比＝100:20～150称取；

步骤二:制备耐原子氧剥蚀的有机/无机杂化材料溶液

选取聚合物前驱体或单体或低聚物中的一种；

选取溶剂为N，N-二甲基乙酰胺即DMAC或N-甲基吡咯烷酮即NMP或丙酮或乙醇中的一种；

选取有机硅化合物或有机金属醇盐化合物中正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、异丙醇铝、四氯化钛、锆酸四丁酯、钛酸四丁酯、二水合乙酸锌、二甲基环辛二烯铂中的一种；

选取溶剂为丙酮和水或乙醇和水中的一种；

选取催化剂为稀盐酸、或氨水、或对甲苯磺酸、或苄基二甲胺、或乙酰丙酮中的一种；

选取不与原子氧反应的纳米颗粒材料所需的偶联剂，其偶联剂是乙烯基三乙氧基硅烷即A151、或者γ-氨基丙基三乙氧基硅烷即KH550、或者γ―2,3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷即KH560、或者γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷即KH570、或者四异丙基即二辛基亚磷酸酯酰基钛酸酯即NDZ-401中的一种；

按聚合物前驱体或聚合物单体或低聚物:溶剂A=100:100～500称取上述材料，并将其放入反应釜中；按有机硅化合物或有机金属醇盐:水:乙醇或丙酮:催化剂=100:10～30:20～60:0.02～0.1称取上述材料，按原位生成的无机相:偶联剂=100:0.5～5称取上述材料；将上述材料一次放入反应釜中搅拌混合均匀，制得耐原子氧剥蚀有机/无机杂化材料溶液；

步骤三:制备耐原子氧剥蚀的有机／无机杂化材料

经选用预定的成型工艺和设备，制出耐原子氧剥蚀的有机／无机杂化材料。