本发明专利技术公开了一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，包含丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料：0.1％～20％；聚丙烯酸酯类材料：80％～99.9％；其中，所述纳米分子筛为粒径50～300nm的ZSM‑5分子筛、A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛中的一种或几种。得到的复合材料不仅具备突出的耐高温性能，而且解决了高比表面积物质在高分子材料中难以分散的实际问题，提高了材料的性能稳定性；由于纳米分子筛具有纳米级微观尺寸，粒径在50～300nm，远远小于可见光谱长度，因此丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料具有较好的透光性，在透光材料领域具有巨大的应用潜力。
【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种复合材料，尤其涉及一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料及其制备方法，属于有机/无机复合材料领域。
技术介绍
复合材料是指结合两种或两种以上不同有机、无机相的物质以物理、化学方式结合而成，撷取各组成成分的优点，以构成需要之结构材。往往以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。高聚物基复合材料已有半个多世纪的历史，在工业、民用、航天航空、生态、智能等领域取得了广泛的应用。有机、无机复合材料即用有机材料与无机材料通过某种方式结合而成的全新材料。复合后的新材料具有有机、无机材料的各自优点，并且可以在力学、光学、热学、电磁学和生物学等方面赋予材料许多优异的性能，能够极大的满足实际使用的要求，拓宽材料的使用范围。聚丙烯酸酯类聚合物易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯及二氯乙烷，而不溶于水。由于其高分子链的柔顺性，它们的玻璃化温度(Tg)较低，并随酯基的碳原子数及其支化情况而异，当碳原子数为8时最低，在相同碳原子数的酯基中，支化者玻璃化温度较高。因此，解决聚合物耐热性的问题，是提高聚丙烯酸酯类的使用温度的关键因素。一方面,可以通过与其它聚合物共混、定向拉伸、表面涂层等；另一方面，通过接枝其它高分子链段、与其它单体共聚等化学方法得到聚合物。聚丙烯酸酯类/硅酸盐复合材料的出现为实现提高聚丙烯酸酯类聚合物的耐热性能提供了一条重要的新途径。将硅酸盐材料通过接枝、共聚等化学手段得到聚合物，以获得综合性能优异的聚丙烯酸酯类/硅酸盐复合材料，使聚丙烯酸酯类材料的热变形温度、热分解温度上升，从而拓宽这类材料的使用温度，拓宽其实际使用范围。随着科学技术的不断发展，复合材料应用越来越广泛，各个应用领域也相应的对材料提出了更高的要求，特别是在救援防护、光学透镜、汽车制造、航空航天等尖端科学
，对材料的性能要求更为苛刻。不仅要求复合材料要具有高强度、高刚度、耐高温、耐烧蚀等性能，而且要求复合材料具有透光性良好、耐磨损、易加工、成本低廉等特性。为了满足这些领域的应用要求，研究高透光率耐高温复合材料及其制备方法势在必行，具有突出的应用价值与应用潜力。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，具有优良的耐热性能和高的透光率，适用范围广泛；并且提供一种制备一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料的方法，制备条件温和，反应操作简单，具有突出的工业化意义、较高的生产效率以及稳定的产品质量。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，包含如下质量组分：丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料：0.1％～20％；聚丙烯酸酯类材料：80％～99.9％；其中，所述纳米分子筛为粒径50～300nm的ZSM-5分子筛、A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛中的一种或几种。优选地，所述的丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料的制备方法包括以下步骤：1)将纳米分子筛与偶联剂在乙醇溶液中50℃～80℃条件下超声分散0.5h～3h取出，在70℃～110℃条件下干燥8h～24h；2)将干燥后的纳米分子筛与丙烯酸酯类单体、引发剂、去离子水按1：(0.5～1.5)：(0.001～0.010)：(1～10)混合均匀，在70℃～90℃恒温水浴条件下反应1h～5h，反应结束后移出产物，在50℃～80℃条件下真空干燥8h～24h，用丙酮、氯仿、乙酸、乙酸乙酯中的一种或几种混合作为溶剂抽提12h～36h，在70℃～110℃干燥8h～24h，破碎筛选，得到丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、镁类偶联剂中的一种或几种混合。优选地，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异丁酯中的一种或几种混合。优选地，所述聚丙烯酸酯类材料为聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁腈橡胶共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-顺丁橡胶共聚物、聚α-氯代丙烯酸甲酯、聚α-氰基丙烯酸甲酯中的一种或几种混合。优选地，所述聚丙烯酸酯类材料的透光率≥90％。上述的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料的制备方法，包含如下步骤：1)将丙烯酸酯类接枝改性纳米分子筛复合材料与聚丙烯酸酯类材料按质量组分通过高速混合机充分混合均匀；2)利用双螺杆挤出机对共混物进行挤出造粒，分别设定各加热段温度为：第一段180℃～210℃，第二段210℃～240℃，第三段240℃～260℃，第四段240℃～260℃，第五段240℃～260℃。3)将完成造粒的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料在50℃～80℃条件下真空干燥12h～24h，使含水率≤0.1wt％，得到丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料成品。由于采用原位聚合的方式在高比表面积的纳米分子筛表面接枝丙烯酸酯类单体，因此丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料不仅具备突出的耐高温性能，而且解决了高比表面积物质在高分子材料中难以分散的实际问题，提高了材料的性能稳定性；由于纳米分子筛具有纳米级微观尺寸，粒径在50～300nm，远远小于可见光谱长度，因此丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料具有较好的透光性，远远优于普通硅酸盐玻璃，透光率可达75％～94％，在透光材料领域具有巨大的应用潜力。丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料主要应用于透光材料领域，可作为隔热面罩、光学透镜、飞机悬窗、战斗机玻璃化座舱罩等产品的主体材料。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1本专利技术实施例1所得一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料的红外光谱对比图，其中(a)为纳米分子筛红外光谱图；(b)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性纳米分子筛材料纳米分子筛红外光谱图；图2为采用本专利技术实施例1所述的制备方法得到的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料的透光率图，其中(a)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性ZSM-5纳米分子筛占比为0时所得复合材料的透光率；(b)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性ZSM-5纳米分子筛占比为1％时所得复合材料的透光率；(c)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性ZSM-5纳米分子筛占比为2％时所得复合材料的透光率；(d)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性ZSM-5纳米分子筛占比为5％时所得复合材料的透光率；(e)为甲基丙烯酸甲酯接枝改性ZSM-5纳米分子筛占比为10％时所得复合材料的透光率；图3为采用本专利技术实施例1所述的制备方法得到的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料的玻璃化转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，其特征在于，包含如下质量组分：丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料：0.1％～20％；聚丙烯酸酯类材料：80％～99.9％；其中，所述纳米分子筛为粒径50～300nm的ZSM‑5分子筛、A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛中的一种或几种。
【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，其特征在于，包含如下质量组分：丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料：0.1％～20％；聚丙烯酸酯类材料：80％～99.9％；其中，所述纳米分子筛为粒径50～300nm的ZSM-5分子筛、A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、碳分子筛中的一种或几种。2.如权利要求1所述的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，其特征在于，所述的丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料的制备方法包括以下步骤：1)将纳米分子筛与偶联剂在乙醇溶液中50℃～80℃条件下超声分散0.5h～3h取出，在70℃～110℃条件下干燥8h～24h；2)将干燥后的纳米分子筛与丙烯酸酯类单体、引发剂、去离子水按1：(0.5～1.5)：(0.001～0.010)：(1～10)混合均匀，在70℃～90℃恒温水浴条件下反应1h～5h，反应结束后移出产物，在50℃～80℃条件下真空干燥8h～24h，用丙酮、氯仿、乙酸、乙酸乙酯中的一种或几种混合作为溶剂抽提12h～36h，在70℃～110℃干燥8h～24h，破碎筛选，得到丙烯酸酯接枝改性纳米分子筛材料3.如权利要求2所述的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、镁类偶联剂中的一种或几种混合。4.如权利要求2所述的丙烯酸酯接枝纳米分子筛高透光率耐高温复合材料，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王大威，罗胜，张晓雅，徐文磊，钟志勇，邹凤辉，吴江渝，郑华明，曾小平，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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