[发明专利]一种可自修复环氧树脂记忆镜架的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种可自修复环氧树脂记忆镜架的制备方法，属于材料领域。

背景技术

当今时代，科学技术飞速发展，人类社会日新月异，各种新型材料不断涌入人类的生产和生产中，材料的智能化和多元化发展已经成为不可阻挡的历史趋势。形状记忆聚合物以其独特的形状记忆效应成为智能材料中的佼佼者，并广泛应用于航空航天、生物医学、纺织、土木工程等诸多领域。虽然形状记忆聚合物具有一系列优异的性能及广泛的应用前景。但是由于聚合物本身的性质，其在使用过程中由于光、热、力等外界因素作用会使材料发生老化或产生裂纹等形式的破坏，从而使材料的性能以致其使用寿命降低，导致形状记忆环氧聚合物本身的优异性能得不到充分的发挥。因此，如何延长形状记忆环氧聚合物的使用寿命使其自身的潜力得到充分的发展便成为近年来研究的热点。

现在的眼镜架材料存在镜腿桩头处容易折断，铰链易断裂，材料“超脆”及抗剪力特差，鼻托支架及托叶容易脱落等问题，尤其树脂材料的镜架，在制成成品后不可调整；使用时镜架表层容易脱皮或掉色现象严重。本发明力求制备出一种具有自修复功能的形状记忆聚合物，使其兼具自修复和形状记忆功能的镜架，实现镜架材料功能的多元化。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对市场上镜架材料使用过程中由于光、热、力等外界因素作用会使材料发生老化或产生裂纹等形式的破坏，从而使材料的性能以致其使用寿命降低的问题，提供了一种可自修复环氧树脂记忆镜架的制备方法，本发明先对钛酸四异丙酯进行改性，再和己内酯制得聚己内酯二元醇，将环氧树脂和聚己内酯二元醇为原料制备出自修复形状记忆环氧聚合物溶液，最后进行抽真空、注模和固化，即得一种可自修复环氧树脂记忆镜架，本发明以形状记忆环氧聚合物为基体，以聚己内酯二元醇为修复剂制成的镜架，兼具自修复和形状记忆功能，镜架具有高弹性，很难折断，而且可以实现对细小裂纹的修复，延长了镜架的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

1.一种可自修复环氧树脂记忆镜架的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.（1）在装有真空蒸馏装置、磁力搅拌器和温度计的500mL圆底烧瓶内，按摩尔比为6:1将2—甲氨基乙醇和钛酸四异丙酯加入烧瓶，之后开启搅拌器以300～400r/min的转速搅拌10～15min，移入油浴锅，升温至60～70℃，反应1～2h，再用真空泵抽真空至烧瓶内真空度为3～4kPa，在此真空度下加热至110～120℃，蒸馏去除反应产生的异丙醇，继续抽真空1～2h，直至冷凝管上无明显液滴出现，得到白色固体产物，为改性钛酸四异丙酯；

3.（2）称取0.2～0.3g过硫酸钠引发剂和15～20g己内酯放入100mL带有冷凝装置和磁力搅拌器的圆底烧瓶中，再滴入2～3滴上述制得的改性钛酸四异丙酯，移入油浴锅，升温至140～150℃，之后启动搅拌器以200～300r/min的转速搅拌10～15min，静置2～3h使其发生聚合反应，制得聚己内酯二元醇；

4.（3）称取20～30g环氧树脂和100～200mL上述制得的聚己内酯二元醇倒入500mL烧杯中，移入水浴锅中，升温至80～90℃，再放置在磁力搅拌机上，设置搅拌转速为800～900r/min，搅拌1～2h；

5.（4）降低搅拌转速至300～400r/min，在搅拌状态下加入4～8g二乙胺基丙胺和5～7g三乙醇胺，在80～90℃水浴下继续搅拌40～50min，得到均匀混合的自修复形状记忆环氧聚合物溶液；

6.（5）将上述制得的溶液移入烘箱，设置温度为80～90℃，并抽真空15～20min，脱除溶液中多余气泡，将镜架模具放入热压罐中，在80～90℃下预热，对热压罐进行梯度升温，升温速率为5℃/min；

7.（6）将去除气泡后的树脂注入预热镜架模具中，树脂注入后，将预先留有的所有树脂注入小口密封，并移入热压罐中，以2℃/min的速率程序升温至100℃，并在此温度下预固化2～3h，再以5℃/min的速率升温至180℃，完全固化5～6h，冷却至室温后拆模，即得一种可自修复环氧树脂记忆镜架。