[发明专利]一种有机无机杂化复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种有机无机杂化复合材料及制备方法。复合材料为多异氰酸酯或改性多异氰酸酯和界面分散剂混合的第一组分，以及多元醇或多元胺和金属盐溶液或类金属盐溶液混合的第二组分组成，两组分质量占比为10:1‑1:5。复合材料制备方法为将多异氰酸酯或改性多异氰酸酯与界面分散剂充分混合作为第一组分；(2)多元醇或多元胺与水溶解，而后加入金属盐溶液或类金属盐溶液混合，作为第二组分；(3)将第二组分滴加至第一组分中，两者充分混合，25℃±3，湿度50％±10，固化24小时即得到有机无机杂化材料。本发明获得聚脲基有机无机杂化材料，固化反应速率提高，获得的聚脲基有机无机杂化材料经检测显示材料强度高、模量高等特点。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种有机无机杂化复合材料及制备方法。

背景技术

杂化材料(Hybrid material)是包含有二种纳米或分子水平成分的复合材料。无机物具有高强度、高刚性、高硬度、寿命长、加工成型较难特点，如二氧化硅、二氧化钛、氧化铁等；有机物具有易于成型、结构性好、长期稳定性差等特点，如聚氨酯、聚硅氧烷、聚脲、环氧树脂、丙烯酸树脂等。杂化材料集有机类、无机类优点于一体，在微观尺度混合，内部较均匀，因而显示出高密度、多功能、高集成等特性。特别在光学材料、电学材料、涂层材料、催化材料、磁性材料、生物材料等有多方面的应用。电子和光电子应用，以纳米复合物为基的器件，光发射二极管,光电二极管，太阳能电池，气体传感器和场效应晶体管，建筑工业的防火材料，牙科填充材料，复合电极材料可用到如固态锂电池或大容量电容器，燃料电池用的质子电导膜，抗静电/抗反射涂层，防腐蚀材料,增材制造材料等。

CN 102548929A发明公开通过异氰酸酯、碱金属硅酸盐和可水合硅铝酸盐反应而获得硅质基聚脲组合物，混合可水合硅铝酸盐与含水硅酸盐，并使该混合物与多异氰酸酯和/或多异氰酸酯预聚物反应。CN 1447825A专利公开一种碱金属硅酸盐-多异氰酸酯复合材料,含有2,2-双吗啉基二乙基醚的多异氰酸酯与碱金属硅酸盐及水混合反应形成硬化复合材料。以上专利表现出材料聚脲、二氧化硅有机无机杂化反应体系很多局限性，得到有机无机杂化材料强度低、模量低、热稳定性差、冲击韧性低、力学性能差等特点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于复合材料技术领域一种有机无机杂化复合材料及制备方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种有机无机杂化复合材料，复合材料为多异氰酸酯或改性多异氰酸酯和界面分散剂混合的第一组分，以及多元醇或多元胺和金属盐溶液或类金属盐溶液混合的第二组分组成，两组分质量占比为10:1-1:5。

所述第一组分中多异氰酸酯或改性多异氰酸酯与界面分散剂质量比例为5：1-50:1，其中，第一组分优选为改性多异氰酸酯与界面分散剂5:1-20:1；

所述第二组分中多元醇或多元胺和金属盐溶液或类金属盐溶液质量比例为1：10-1:30，其中，第二组分优选为：多元醇和金属盐溶液1:10-1:20。

所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(如，2,4-甲苯二异氰酸酯或2,6-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，其中优选为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯或环己烷二亚甲基二异氰酸酯；