[发明专利]一种耐磨性纳米SiO2

权利要求书

1.一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，包括以下原料及组分，其特征在于：聚脲接枝纳米SiO₂、聚酰胺酸前驱体、二酐单体，质量比为20-60:100:0.2-1.5。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，其特征在于：所述二酐单体为3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸酐或4,4′-联苯醚二酐的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，其特征在于：所述耐磨性纳米SiO2-聚脲原位改性聚酰亚胺材料制备方法包括以下步骤：

(1)向蒸馏水和乙二醇混合溶剂中加入氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵，置于恒温反应装置中，加热至75-85℃，加入正硅酸乙酯反应5-10h，离心分离、洗涤并干燥，沉淀产物置于电阻炉中，升温至450-500℃，保温煅烧3-5h，制备得到多孔纳米SiO₂；

(2)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入多孔纳米SiO₂和异氰酸酯单体，超声分散均匀后静置陈化12-24h，再加入催化剂二月桂酸二丁基锡，加热至80-120℃反应24-48h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到异氰酸酯功能化纳米SiO₂；

(3)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入异氰酸酯功能化纳米SiO₂、以及与步骤(2)相同的异氰酸酯单体，超声分散均匀后加入缓慢加入二胺单体，在90-100℃中反应30-60min，降温至70-80℃，反应6-12h，制备得到聚脲接枝纳米SiO₂溶液；

(4)向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中加入和步骤(3)相同的二胺单体，搅拌溶解后加入缓慢滴加二酐单体，两者质量比为10:12-18，在室温下匀速搅拌反应4-8h，制备得到聚酰胺酸前驱体溶液；

(5)向聚酰胺酸前驱体溶液中加入聚脲接枝纳米SiO₂溶液，搅拌均匀后加热至70-80℃，加入与步骤(4)相同的二酐单体，反应4-8h，将溶液真空脱泡，倒入成膜模具中进行热亚胺化过程，制备得到耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料。

4.根据权利要求3所述的一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，其特征在于：所述步骤(1)中的恒温反应装置包括油浴槽、油浴槽内部设置有恒温加热器，油浴槽外部固定连接有保温层、保温层上方内部活动连接有转动齿轮，转动齿轮活动连接有螺纹杆，螺纹杆上端固定连接有保温块，螺纹杆下端固定连接有底座，底座上方设置有反应瓶。

5.根据权利要求3所述的一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，其特征在于：所述步骤(2)中的异氰酸酯单体为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯中的任意一种，多孔纳米SiO₂、异氰酸酯单体和二月桂酸二丁基锡的质量比为10:40-80:0.08-0.15。

6.根据权利要求3所述的一种耐磨性纳米SiO₂-聚脲原位改性聚酰亚胺材料，其特征在于：所述步骤(3)中的二胺单体为4,4`-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯基甲烷或4,4'-二氨基二苯基甲酮中的任意一种，异氰酸酯功能化纳米SiO₂、异氰酸酯单体和二胺单体的质量比为10:50-120:65-150。