[发明专利]一种有机无机杂化复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及化学技术领域，尤其为一种有机无机杂化复合材料的制备方法，复合材料包括分析纯试剂、乙烯基三乙氧基硅烷、组分一和组分二，所述分析纯试剂和乙烯基三乙氧基硅烷的占比为3∶8.8‑2∶12.6，所述组分一为多异氰酸酯或改性多异氰酸酯，所述组分二为金属盐溶液或类金属盐溶液的混合，其中两组分质量占比为10∶1‑1∶5，本发明得到的有机无机杂化复合材料有机无机分布均匀，结构致密，无机组分尺寸达到纳米尺寸，表现出特殊的小尺寸效应、界面效应、量子效应等。本发明采用金属盐溶液或类金属盐溶液替代碱金属硅酸盐生成新型无机组分，强度高、模量高、耐高温、耐腐蚀、力学性能好、反应速率快、成本低等特点。

技术领域

本发明涉及化学技术领域，具体为一种有机无机杂化复合材料的制备方法。

背景技术

有机无机杂化复合材料通常具有良好的硬度、韧性等机械性能，在SiO2、TiO2、Al2O3等无机骨架中引入有机聚合物，可明显提高弹性态玻璃及其晶态聚合物的弹性模量、极限强度、断裂伸长率及硬度等力学性能，同时由于无机基体与有机组分间以化学键连接，杂化复合材料的耐温性能得到显著提高，因而被广泛用作结构材料，Ahmad等分别制备出非化学键合及化学键键合的芳香族聚酰胺/SiO2杂化材料，对比研究表明：由于两相的化学键合作用，大大降低了聚合物的链段运动，使仅含50％SiO2的化学键合材料的Tg值相当于20％SiO2的非化学键合的Tg值，含10％SiO2化学键合的杂化材料的Tg高达407℃，拉伸强度为180MPa；

常用的杂化材料制备方法有：在位分散聚合法、共混法和插层法，但这些制备方法中的有机无机杂化反应体系存在很多局限性，得到的杂化复合材料强度低、模量低、热稳定性差、冲击韧性低、力学性能差等特点。鉴于此，我们提出一种有机无机杂化复合材料的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机无机杂化复合材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种技术方案：

一种有机无机杂化复合材料，复合材料包括分析纯试剂、乙烯基三乙氧基硅烷、组分一和组分二，所述分析纯试剂和乙烯基三乙氧基硅烷的占比为3∶8.8-2∶12.6，所述组分一为多异氰酸酯或改性多异氰酸酯，所述组分二为金属盐溶液或类金属盐溶液的混合，其中两组分质量占比为10∶1-1∶5。

作为本发明的优选，所述分析纯试剂和乙烯基三乙氧基硅烷的占比为4.0∶6.0-4∶8。

作为本发明的优选，所述分析纯试剂和乙烯基三乙氧基硅烷的占比为4.5∶5.5-5∶7。

作为本发明的优选，所述分析纯试剂包括钛酸四丁酯、正丁醇、无水乙醇和四氢呋喃。

作为本发明的优选，所述钛酸四丁酯、正丁醇、无水乙醇和四氢呋喃的占比为3.2∶2.8∶4.8∶6.3。

作为本发明的优选，所述组分一为改性多异氰酸酯；所述组分二为类金属盐溶液；两组分质量占比为5∶1-1∶3。

作为本发明的优选，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或几种。

作为本发明的优选，所述改性多异氰酸酯为液化MDI、TDI二聚体、TDI三聚体、TDI-TMP加成物、HDI二聚体、HDI三聚体、HDI缩二脲、IPDI三聚体、TDI-HDI混合多聚体、HDI-IPDI混合多聚体、三苯基甲烷三异氰酸酯、二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯、4-苯基异氰酸酯、七异氰酸酯中的一种或几种。