[发明专利]一种DDM-GO@SiO2

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，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。本发明所述DDM‑GO@SiO₂复合材料，以DDM对GO进行改性，并在DDM‑GO颗粒表面原位生成SiO₂，得到DDM‑GO@SiO₂复合材料，有效解决了GO存在的易团聚以及热稳定性不足的问题。所述DDM‑GO@SiO₂复合材料作为功能性填料加入至TPU弹性体有效改善了TPU材料的力学及紫外光屏蔽性能，可得到力学强度高及抗紫外线的TPU复合材料，扩宽了TPU材料的应用领域和性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

为此，本发明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；

本发明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。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种DDM-GO@SiO₂复合材料的制备方法，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。

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。

优选的，所述步骤(1)中，所述反应温度为95℃。

具体的，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；