[发明专利]一种原位聚合复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种原位聚合复合材料。

背景技术

纳米颗粒提供令人感兴趣的并且常常预料不到的性质，因为它们的性质是颗粒表面的而不是本体体积的结果。例如，纳米颗粒可显示出令人惊讶的机械、光学和电性质，即使在低的浓度下。在聚合物科学中，特别是对于聚合物增强，纳米颗粒的性质已经吸引了关注。

聚合物增强中的重要因素是纳米颗粒在聚合物中的分布。据信，纳米颗粒并且特别是碳纳米管应该理想地均匀分布在聚合物中并且各纳米颗粒单独地被聚合物包覆，使得可实现向纳米颗粒的有效负荷转移。纳米颗粒的均匀性的不足即不均匀分布可产生弱的点以及不均匀的应力分布，结果最多导致机械性质的仅边际增强。

由于分散的困难，通过纳米颗粒的引入而强有力地改善聚合物的机械性质的希望尚未实现。因此，改善纳米颗粒在聚合物中分布的需要仍然存在。为了获得CNT在聚合物并且特别是聚烯烃中的良好分散，在文献中提出了若干种方法，例如原位聚合和相容剂的使用。

原位聚合：在该途径中，使用CNT作为催化剂载体，代替更经典的载体例如二氧化硅或氧化铝磷酸盐。在CNT载体上浸渍或沉积催化剂之后，然后可将该负载的催化剂引入聚合反应器中。在聚合结束时，(包含CNT的)催化剂残留物可良好地分散在聚合物基质中。该途径的主要缺点是需要将该CNT负载的催化剂引入到工业聚合反应器中。实际上，在CNT-聚烯烃制造结束时，可能需要反应器的完全清洁。出于安全原因(这是由于关于CNT毒性的不确定性，在接下来的聚烯烃制造中不应存在CNT的污染)和出于产品品质原因(反应器中的任何剩余的痕量CNT可引起在接下来的运行中制备的聚合物的显著颜色变化)，这样的清洁可为严格的。

相容剂的使用：已知许多产品对于CNT–聚合物共混物而言是令人感兴趣的相容剂。不幸的是，有效的相容剂可对应于相当昂贵的产品。由于这样的相容剂的存在，CNT/相容剂/聚合物的最终成本可显著提高。

仍然存在提供具有改善的纳米颗粒分散的纳米复合材料的需要。而且仍然存在提供获得具有改善的纳米颗粒分散的纳米复合材料的方法的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种原位聚合复合材料，满足市场的基本需求。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种原位聚合复合材料，包括碳化二亚胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、纳米二氧化硅，所述碳化二亚胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、纳米二氧化硅的质量百分比例为100:44:86:113，所述纳米二氧化硅表面经钛酸酯处理，且粒径为20~40mm。

进一步地，所述材料制备方法包括以下步骤：将聚醚乙二醇、米酚混合混合后减压脱水，然后将纳米二氧化硅搅拌混合并在超声辐射作用下分散于碳化二亚胺改性MDI液体中，全部混合均匀后，倾入模具中加压固化15min，再经脱模后干杂固化48小时。

进一步地，所述聚醚乙二醇与米酚混合过程中加入催化剂，且所述催化剂优先选用邻苯二甲酸二甲酯。

进一步地，所述邻苯二甲酸二甲酯的用量为聚醚乙二醇、米酚聚合物用量的2.5%。

本发明的有益效果是：

本发明材料加工方便，降低了生产成本，材料性能优越，拓宽了复合材料在汽车、建筑、船舶、仪器等行业上的应用。

具体实施方式

下面将结合实施例，来详细说明本发明。

一种原位聚合复合材料，包括碳化二亚胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、纳米二氧化硅，所述碳化二亚胺改性MDI、聚醚乙二醇、米酚、纳米二氧化硅的质量百分比例为100:44:86:113，所述纳米二氧化硅表面经钛酸酯处理，且粒径为20~40mm。

其中，材料制备方法包括以下步骤：将聚醚乙二醇、米酚混合混合后减压脱水，然后将纳米二氧化硅搅拌混合并在超声辐射作用下分散于碳化二亚胺改性MDI液体中，全部混合均匀后，倾入模具中加压固化15min，再经脱模后干杂固化48小时。

其中，聚醚乙二醇与米酚混合过程中加入催化剂，且所述催化剂优先选用邻苯二甲酸二甲酯。

其中，邻苯二甲酸二甲酯的用量为聚醚乙二醇、米酚聚合物用量的2.5%。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。