一种DDM-GO@SiO2复合材料、制备方法及制备TPU的用途技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，特别涉及一种DDM

【技术实现步骤摘要】
一种DDM
‑
GO@SiO2复合材料、制备方法及制备TPU的用途


[0001]本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种DDM
‑
GO@SiO2复合材料，并进一步公开其制备方法，以及用于制备TPU的用途。

技术介绍

[0002]热塑性聚氨酯(TPU)是一种热可塑性TPU弹性体，其既具有橡胶的高弹性，又具有热塑性塑料的热塑加工性，而且，作为弹性体，其能在较宽的温度范围内保持较好的弹性，在电子、汽车、医学等领域得到广泛应用，但是，传统的TPU材料的力学性能一直是其性能弱项，很多应用下均无法满足目标要求。现有技术中多使用纳米复合材料与TPU共混以改善其力学性能，进而获得力学性能优异的新型复合材料，氧化石墨烯即是一种可改善TPU性能的功能材料。
[0003]氧化石墨烯(graphene oxide)是石墨烯的氧化物，因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。近年来，氧化石墨烯(GO)以其优异的性能活跃在各个研究领域。但是，由于GO有着较大的表面能，且其表面有很多的诸如羟基、羧基等极性基团，这使得GO在实际应用中片层极其容易团聚而不易分散，而且GO的热稳定性不足也进一步限制了其应用。
[0004]纳米二氧化硅(SiO2)是一种无机化工材料，由于是超细纳米级，尺寸范围在1
‑
100nm，因此具有许多独特的性质，如小体积效应和量子尺寸效应等，能显著提高材料力学强度和耐热性能。将纳米二氧化硅(SiO2)负载在GO表面形成GO@SiO2纳米复合材料，不仅可以改善GO难以分散的问题，同时可以在聚合物中起到协同补强作用，使TPU的力学性能达到理想的效果。GO片具有优异的光学特性，其表面存在的共轭及芳香结构可对紫外线产生吸收，以阻止紫外线透射；而且SiO2的引入可以较好的反射紫外线，和GO并用可以起到对紫外线的协同屏蔽作用。可见，开发一种功能型TPU复合材料，对于TPU材料的广泛及稳定的应用，具有积极的意义。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种DDM
‑
GO@SiO2复合材料，有效改善了GO的易团聚性和热稳定性不足的缺陷；
[0006]本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种力学性能增强型及紫外光屏蔽型DDM
‑
GO@SiO2/TPU复合材料。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)取GO加水分散，加入4，4
’‑
二氨基二苯甲烷(DDM)混匀，并于88
‑
98℃进行反应，收集反应产物，得到DDM
‑
GO颗粒；
[0009](2)将所述DDM
‑
GO颗粒加水分散，并加入表面活性剂以及水玻璃充分混匀，调节料液体系pH 7
‑
8以形成凝胶，收集产物并干燥，即得。
[0010]具体的，所述步骤(1)中，所述GO与DDM的质量比为1：1
‑
5，优选为1：3。
[0011]优选的，所述步骤(1)中，所述反应温度为95℃。
[0012]具体的，所述步骤(2)中：
[0013]所述水玻璃包括硅酸钾水玻璃、硅酸钠水玻璃中的至少一种；
[0014]所述水玻璃的加入量与所述DDM
‑
GO颗粒的质量比为4
‑
8：1。
[0015]优选的，所述水玻璃的模数为2.3
‑
3.5。
[0016]具体的，所述步骤(2)中：
[0017]所述表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；
[0018]所述表面活性剂的加入量与所述DDM
‑
GO颗粒的质量比为0.8
‑
1.2：2.5。
[0019]本专利技术还公开了由所述方法制备得到的DDM
‑
GO@SiO2复合材料。
[0020]本专利技术还公开了所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料用于制备DDM
‑
GO@SiO2/TPU复合材料的用途。
[0021]本专利技术还公开了一种制备DDM
‑
GO@SiO2/TPU复合材料的方法，包括将所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料与TPU弹性体在溶剂存在下进行混合的步骤，以及，收集产物并进行干燥的步骤。
[0022]具体的，所述DDM
‑
GO@SiO2与TPU的质量比为1
‑
20：1000，优选5：1000。
[0023]本专利技术还公开了由所述方法制备得到的DDM
‑
GO@SiO2/TPU复合材料。
[0024]本专利技术所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料，以4，4
’‑
二氨基二苯甲烷(DDM)对氧化石墨烯(GO)进行改性，得到DDM
‑
GO颗粒，进而在DDM
‑
GO颗粒表面原位生成二氧化硅(SiO2)，得到DDM
‑
GO@SiO2复合材料，既提高了GO的疏水性，解决了GO在TPU基体中的团聚问题；同时，DDM自身作为胺基改性剂接枝到GO表面，可显著提高GO热稳定性，有效解决了GO存在的易团聚以及热稳定性不足的问题，且所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法简单易行，易于工业化生产。
[0025]本专利技术所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料应用于热塑性聚氨酯(TPU)材料的改性优化，在TPU弹性体中引入功能性填料DDM
‑
GO@SiO2，借助于所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料良好的分散性和热稳定性，使得GO更好的发挥其改性功效，且由于纳米SiO2具有轻质、耐高温、耐腐蚀等优点，作为一种优良的补强材料应用在高分子材料中可提高其力学及紫外光屏蔽性能，有效改善了TPU材料的力学性能及抗紫外线性能，可得高性能的TPU复合材料，扩宽了TPU材料的应用领域和性能，且本专利技术所述DDM
‑
GO@SiO2/TPU复合材料的制备方法简单易行，易于工业化生产。
附图说明
[0026]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中，
[0027]图1为所述制备例1中DDM
‑
GO@SiO2复合材料的扫描电镜图；
[0028]图2为制备例1及4
‑
6中不同比例的DDM
‑
GO颗粒及GO材料的热重曲线。
具体实施方式
[0029]制备例1
[0030]将称量好的0.5g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)取GO加水分散，加入4，4
’‑
二氨基二苯甲烷(DDM)混匀，并于88
‑
98℃进行反应，收集反应产物，得到DDM
‑
GO颗粒；(2)将所述DDM
‑
GO颗粒加水分散，并加入表面活性剂以及水玻璃充分混匀，调节料液体系pH 7
‑
8以形成凝胶，收集产物并干燥，即得。2.根据权利要求1所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述GO与DDM的质量比为1：1
‑
5。3.根据权利要求1或2所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中：所述水玻璃包括硅酸钾水玻璃、硅酸钠水玻璃中的至少一种；所述水玻璃的加入量与所述DDM
‑
GO颗粒的质量比为4
‑
8：1。4.根据权利要求3所述DDM
‑
GO@SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述水玻璃的模数为2.3
‑
3.5。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述DD...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国新，台洪旭，张宏艳，程国君，孙晨枫，柏杨，万祥龙，王周锋，
申请(专利权)人：安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院芜湖，
类型：发明
国别省市：