CN108586688A - 一种有机无机杂化复合材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

一种有机无机杂化复合材料及制备方法
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;
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、硫代磷酸三(4-苯基异氰酸酯)、七异氰酸酯中的一种或几种,其中优选为液化MDI、TDI二聚体、HDI三聚体或硫代磷酸三(4-苯基异氰酸酯)。
所述界面分散剂为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、高级脂肪酸的金属盐、非离子表面活性剂、低分子蜡类、磷酸酯类中的一种或几种,其中优选为磺酸盐、硫酸酯盐或非离子表面活性剂;
所述羧酸盐为牛油脂肪酸钠盐、脂肪酸的铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐中的一种或几种,其中优选为牛油脂肪酸钠盐或脂肪酸的铵盐。
所述磺酸盐为烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、石油磺酸盐、芳基烷基磺酸盐、萘磺酸-甲醛缩合物中的一种或几种,其中优选为烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐或石油磺酸盐。
所述硫酸酯盐为伯醇硫酸酯盐、硫酸化甘油三酯油、脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐、纯月桂基硫酸钠、脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸盐中的一种或几种,其中优选为脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐、纯月桂基硫酸钠或脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸。
所述高级脂肪酸的金属盐为硬脂酸钡,硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜中的一种或几种,其中优选为硬脂酸钡,硬脂酸锌或硬脂酸钙。
所述非离子表面活性剂为直链醇聚氧乙烯醚、硫醇乙氧基化合物、长链脂肪酸酯、烷醇胺缩合物、叔炔二醇及其乙氧基化物、乙氧基化聚硅氧烷、N-烷基吡咯烷酮、阿拉伯树胶、烷基多苷中的一种或几种,其中优选为直链醇聚氧乙烯醚、硫醇乙氧基化合物、长链脂肪酸酯或烷醇胺缩合物。
所述低分子蜡类为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚乙二醇、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种,其中优选为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或聚乙二醇。
所述磷酸酯类为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、丁基二乙基磷酸酯、磷酸三苯脂、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯酯、三氯乙基磷酸酯、三(二氯丙基)磷、三(二溴丙基)磷酸酯、二氯乙基磷酸、二甲酚基二氯乙基磷酸、二磷酸盐、聚二磷酸、含有醚键的磷酸酯中的一种或几种,其中优选为磷酸二苯酯、三氯乙基磷酸酯、三(二氯丙基)磷、三(二溴丙基)磷酸酯、二氯乙基磷酸或二甲酚基二氯乙基磷酸。
所述多元醇为果糖、蔗糖、(二、三)季戊四醇、肌醇、葡萄糖、木质素、丁二醇、(半)纤维素、淀粉、3,5-二磺酸邻苯二酚、邻苯二酚、连苯三酚、3,5-二硝基苯酚、没食子酸、六羟甲基三聚氰胺、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、聚酯多元醇、壳聚糖等中一种或几种,优选为(二、三)季戊四醇、肌醇、葡萄糖、木质素、丁二醇、、聚醚多元醇、聚酯多元醇;
所述多元胺为乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、苯二胺、异佛尔酮二胺、磷酸二铵、十二亚甲基二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、2,4'-二氨基二苯基甲烷、二亚乙基三胺、树状分子聚酰胺-胺PAMAM、葡甲胺中的一种或几种,其中优选为1,6-己二胺、苯二胺、异佛尔酮二胺、磷酸二铵、十二亚甲基二胺或4,4'-二氨基二苯基甲烷;
所述金属盐溶液为锂、铍、钠、镁、铝、钾、钙、铁、铜、铅、锌、镍、锰、镉、汞、锗、锑或钋的磷酸盐、氯酸盐、聚铁盐、聚铝盐、聚氮盐、硅酸盐、氢氧化物、硼酸盐、硫酸盐中的一种或几种;
所述类金属盐溶液为硼、硅、砷、碲、砹、硒或碳的磷酸盐、氯酸盐、聚铁盐、聚铝盐、聚氮盐、硅酸盐、氢氧化物、硼酸盐、硫酸盐中的一种或几种。
优选为金属盐溶液,进一步优选为锂、铍、钠、镁、铝、镁、钾、钙中的一种或几种的聚铝盐、磷酸盐、硅酸盐或硼酸盐。
一种有机无机杂化复合材料的制备方法:
(1)将30份-90份质量的多异氰酸酯或改性多异氰酸酯与2份-40份质量份数的界面分散剂充分混合作为第一组分;
(2)将3-10份多元醇或多元胺与水溶解,而后加入30-90份质量金属盐溶液或类金属盐溶液混合,作为第二组分。调节水用量,使得金属盐溶液或类金属盐溶液混合溶液浓度为质量分数20%-90%;
(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小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。其中,两组分质量占比为10:1-1:5。
本发明所具有的优点:
本发明获得聚脲基有机无机杂化材料,固化反应速率提高。本发明异氰酸酯与所属的金属盐溶液(或类金属盐溶液)中溶剂水发生化学反应生成有机组分聚脲,本发明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、耐高温、耐腐蚀、导热率低、力学性能好、反应速率快、成本低等特点,将应用防腐涂层、耐蚀材料、工程塑料、增材制造等领域。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
往容器A中加入20份环己烷二亚甲基二异氰酸酯和30份聚合二苯甲烷二异氰酸酯,滴加界面分散剂牛油脂肪酸钠盐5份,充分搅拌混合后为第一组分;往容器B中的50份水中溶解季戊四醇10份和氢氧化钙40份,充分搅拌混合后为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为7:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例2
往容器A中加入20份苯二亚甲基二异氰酸酯和50份TDI二聚体,滴加界面分散剂烷基苯磺酸盐6份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,60份水中溶解多元醇丁二醇12份和金属盐溶液(或类金属盐溶液)硫酸铝50份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为5:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例3
往容器A中加入30份TDI-TMP加成物和35份2,4(6)-甲苯二异氰酸酯,滴加界面分散剂伯醇硫酸酯盐7份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇邻苯二酚14份和金属盐溶液(或类金属盐溶液)聚硫酸铝60份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例4
往容器A中加入10份多异氰酸酯三苯基甲烷三异氰酸酯和70份异佛尔酮二异氰酸酯,滴加界面分散剂直链醇聚氧乙烯醚8份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇聚醚多元醇8份和金属盐溶液或类金属盐溶液硼酸锌40份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为10:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例5
往容器A中加入15份2,4(6)-甲苯二异氰酸酯和25份多亚甲基多苯基多异氰酸酯,滴加界面分散剂叔炔二醇及其乙氧基化物5份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇六羟甲基三聚氰胺6份和金属盐溶液或类金属盐溶液磷酸镁50份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为5:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例6
往容器A中加入20份多异氰酸酯二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯和60份六亚甲基二异氰酸酯,滴加界面分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐6份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇树树状分子聚酰胺-胺PAMAM 12份和金属盐溶液或类金属盐溶液氯化锆60份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为2:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例7
往容器A中加入54份多异氰酸酯HDI缩二脲和30份六亚甲基二异氰酸酯和2,4(6)-甲苯二异氰酸酯,滴加界面分散剂硬脂酸镁1份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇丁二醇和邻苯二酚10份和金属盐溶液或类金属盐溶液硼酸硅和聚铝酸钠73份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例8
往容器A中加入60份萘二异氰酸酯、10份对苯二异氰酸酯和20份聚合二苯甲烷二异氰酸酯质量90份,滴加界面分散剂硬脂酸钡和乙氧基化聚硅氧烷10份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇季戊四醇和肌醇10份和金属盐溶液或类金属盐溶液氢氧化钙和聚氮化硅40份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:2,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例9
往容器A中加入30份TDI-TMP加成物和10份2,4(6)-甲苯二异氰酸酯质量和55份六亚甲基二异氰酸酯95份,滴加界面分散剂伯醇硫酸酯盐和硬脂酸镁7份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,40份水中溶解多元醇邻苯二酚和季戊四醇24份和金属盐溶液(或类金属盐溶液)聚硫酸铝和硼酸硅70份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:3,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例10
往容器A中加入5份多异氰酸酯三苯基甲烷三异氰酸酯和75份硫代磷酸三(4-苯基异氰酸酯)80份,滴加界面分散剂直链醇聚氧乙烯醚和磷酸二苯酯8份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇聚醚多元醇(聚乙二醇2000)和果糖8份和金属盐溶液或类金属盐溶液硼酸锌和聚铁酸锰40份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:4,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例11
往容器A中加入30份2,4(6)-甲苯二异氰酸酯和10份液化MDI和20份多亚甲基多苯基多异氰酸酯质量40份,滴加界面分散剂叔炔二醇及其乙氧基化物和纯月桂基硫酸钠5份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇六羟甲基三聚氰胺6份和金属盐溶液或类金属盐溶液磷酸镁50份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为1:5,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
实施例12
往容器A中加入15份HDI-IPDI混合多聚体和10份多异氰酸酯二甲基三苯基甲烷四异氰酸酯和60份六亚甲基二异氰酸酯质量80份,滴加界面分散剂三(二氯丙基)磷和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐6份,充分搅拌混合为第一组分;往容器B中,50份水中溶解多元醇树树状分子聚酰胺-胺PAMAM 12份和金属盐溶液或类金属盐溶液氯化锆60份,充分搅拌混合为第二组分;往容器A中缓慢加入B中第二组分,两组分混合质量比例A:B为3:1,两者充分混合,室温条件,25℃±3,湿度50%±10,固化24小时即得到聚脲基有机无机杂化材料。
对比例1:
将上述实施例获得材料在室温固化保养7天后,检测复合材料力学性能;其中实验组为上述实施例,对照组为CN01814194(碱金属硅酸盐-多异氰酸酯复合材料);具体检测分别以标准GB/T 9341 2008测试材料弯曲性能测试、标准GB/T 1040-2006测试材料拉伸性能试验,结果下表1所示。
表1
由上述表1中可见,对照组弯曲模量数值为1006.14,本发明实施例1、实施例3、实施例6、实施例8、实施例9、实施例11所得材料均高于该数值,实施例8数值最高为1655.27;对照组弯曲强度数值为26.47,本发明实施例1、实施例3、实施例6、实施例8、实施例9、实施例11所得材料均高于该数值,实施例11数值最高为30.24,同时在规定挠度时的弯曲应力、断裂弯曲应力、断裂拉伸应变、拉伸强度拉伸应变、拉伸屈服应力、屈服拉伸应变力学性能方面,实施例1、实施例3、实施例6、实施例8、实施例9、实施例11所得材料均高于对照组。可见,所得聚脲基有机无机杂化材料具有强度高、模量高、力学性能好等特点。
对比例2
将上述实施例获得材料在室温固化保养7天后,检测复合材料耐温性、硬度、耐溶剂性、冲击韧性等性能;其中实验组为上述实施例,对照组为CN01814194(碱金属硅酸盐-多异氰酸酯复合材料);
具体检测分别以标准GB/T 6739-1996测试材料硬度性能试验;以标准GB/T9274-1988测试材料耐溶剂、耐酸碱性能测试、标准GB/T 1732-1993测试材料冲击韧性性能试验等,结果下表2所示。
表2
由上述表2中可见,对照组耐温性数值为150,本发明实施例1、实施例4、实施例6、实施例7、实施例9、实施例12所得材料均高于该数值,实施例7数值最高为483;对照组硬度数值为6,本发明实施例1、实施例4、实施例6、实施例7、实施例9、实施例12所得材料均高于该数值,实施例1、实施例9、实施例12数值最高为9,同时在耐溶剂型、耐酸性、耐碱性等耐腐蚀方面,实施例1、实施例4、实施例6、实施例7、实施例9、实施例12所得材料均高于对照组。对照组表干时间数值为60,冲击韧性数值为40,成本数值为45,实施例1、实施例4、实施例6、实施例7、实施例9、实施例12所得材料均优选于对照组。可见,所得聚脲基有机无机杂化材料耐高温、硬度高、耐腐蚀、反应速率快、成本低等特点。

Claims (7)

1.一种有机无机杂化复合材料,其特征在于: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。
2.按权利要求1所述的有机无机杂化复合材料,其特征在于: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;
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。
3.按权利要求1或2所述的有机无机杂化复合材料,其特征在于: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;
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、硫代磷酸三(4-苯基异氰酸酯)、七异氰酸酯中的一种或几种。
4.按权利要求1或2所述的有机无机杂化复合材料,其特征在于:所述界面分散剂为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、高级脂肪酸的金属盐、非离子表面活性剂、低分子蜡类、磷酸酯类中的一种或几种。
5.按权利要求4所述的有机无机杂化复合材料,其特征在于:所述羧酸盐为牛油脂肪酸钠盐、脂肪酸的铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐等一种或几种;
所述磺酸盐为烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐、石油磺酸盐、芳基烷基磺酸盐、萘磺酸-甲醛缩合物等一种或几种;
所述硫酸酯盐为伯醇硫酸酯盐、硫酸化甘油三酯油、脂肪酸单乙醇酰胺硫酸盐、纯月桂基硫酸钠、脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯醚硫酸盐等一种或几种;
所述高级脂肪酸的金属盐为硬脂酸钡,硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镉、硬脂酸镁、硬脂酸铜等一种或几种;
所述非离子表面活性剂为直链醇聚氧乙烯醚、硫醇乙氧基化合物、长链脂肪酸酯、烷醇胺缩合物、叔炔二醇及其乙氧基化物、乙氧基化聚硅氧烷、N-烷基吡咯烷酮、阿拉伯树胶、烷基多苷等一种或几种;
所述低分子蜡类为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚乙二醇、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物等一种或几种;
所述磷酸酯类为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、丁基二乙基磷酸酯、磷酸三苯脂、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯酯、三氯乙基磷酸酯、三(二氯丙基)磷、三(二溴丙基)磷酸酯、二氯乙基磷酸、二甲酚基二氯乙基磷酸、二磷酸盐、聚二磷酸、含有醚键的磷酸酯一种或几种。
6.按权利要求1或2所述的有机无机杂化复合材料,其特征在于:所述多元醇为果糖、蔗糖、(二、三)季戊四醇、肌醇、葡萄糖、木质素、丁二醇、(半)纤维素、淀粉、3,5-二磺酸邻苯二酚、邻苯二酚、连苯三酚、3,5-二硝基苯酚、没食子酸、六羟甲基三聚氰胺、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、聚酯多元醇、壳聚糖等中一种或几种;
所述多元胺为乙二胺、丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、苯二胺、异佛尔酮二胺、磷酸二铵、十二亚甲基二胺、4,4'-二氨基二苯基甲烷、2,4'-二氨基二苯基甲烷、二亚乙基三胺、树状分子聚酰胺-胺PAMAM、葡甲胺中一种或几种;
所述金属盐溶液为锂、铍、钠、镁、铝、钾、钙、铁、铜、铅、锌、镍、锰、镉、汞、锗、锑或钋的磷酸盐、氯酸盐、聚铁盐、聚铝盐、聚氮盐、硅酸盐、氢氧化物、硼酸盐、硫酸盐中的一种或几种;
所述类金属盐溶液为硼、硅、砷、碲、砹、硒或碳的磷酸盐、氯酸盐、聚铁盐、聚铝盐、聚氮盐、硅酸盐、氢氧化物、硼酸盐、硫酸盐中的一种或几种。
7.一种权利要求1所述的有机无机杂化复合材料的制备方法,其特征在于:
(1)将30份-90份质量的多异氰酸酯或改性多异氰酸酯与2份-40份质量份数的界面分散剂充分混合作为第一组分;
(2)将3-10份多元醇或多元胺与水溶解,而后加入30-90份质量金属盐溶液或类金属盐溶液混合,作为第二组分。调节水用量,使得金属盐溶液或类金属盐溶液混合溶液浓度为质量分数20%-90%;
(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,其中,两组分质量占比为10:1-1:5。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109288869A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 深圳市中玛生物科技有限公司 一种亚健康人群细胞营养抗病溶液
CN110835396A (zh) * 2019-12-04 2020-02-25 沈阳化工研究院有限公司 一种改善水性纳米涂层柔韧性树脂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01146921A (ja) * 1987-12-03 1989-06-08 Nippon Paint Co Ltd ポリイソシアネート分散組成物
CN104448774A (zh) * 2014-08-29 2015-03-25 煤炭科学技术研究院有限公司 一种均相无结皮的有机-无机复合加固材料及其制备方法
CN104592485A (zh) * 2015-02-06 2015-05-06 河南理工大学 阻燃型高强柔性双液注浆材料及其制备方法
CN104870599A (zh) * 2012-12-21 2015-08-26 巴斯夫欧洲公司 用于井身应用的聚脲硅酸盐树脂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01146921A (ja) * 1987-12-03 1989-06-08 Nippon Paint Co Ltd ポリイソシアネート分散組成物
CN104870599A (zh) * 2012-12-21 2015-08-26 巴斯夫欧洲公司 用于井身应用的聚脲硅酸盐树脂
CN104448774A (zh) * 2014-08-29 2015-03-25 煤炭科学技术研究院有限公司 一种均相无结皮的有机-无机复合加固材料及其制备方法
CN104592485A (zh) * 2015-02-06 2015-05-06 河南理工大学 阻燃型高强柔性双液注浆材料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109288869A (zh) * 2018-11-16 2019-02-01 深圳市中玛生物科技有限公司 一种亚健康人群细胞营养抗病溶液
CN110835396A (zh) * 2019-12-04 2020-02-25 沈阳化工研究院有限公司 一种改善水性纳米涂层柔韧性树脂及其制备方法

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