[发明专利]一种高强高韧高透光率复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种高强高韧高透光率复合材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步，在5ml 3wt％质量浓度的聚乙烯醇(PVA)水溶液中，加入0.2-2.0g的二氧化硅粉末，于室温下搅拌24-36h，制得PVA-SiO₂悬浊液浆料；所述的聚乙烯醇(PVA)水溶液是将水和高分子量的聚乙烯醇以100：3的质量比配合而成，聚乙烯醇需在80℃下的水溶液中搅拌2-3h；

第二步，将第一步得到的PVA-SiO₂混合浆料超声10-30min后，倒入内壁尺寸为20mm×20mm的聚四氟乙烯模具中，将模具置于铜棒的一端，并将铜棒放置在装有液氮的杜瓦瓶上，对浆料进行冷冻组装，然后将冷冻的浆料放置在冷冻干燥机中，真空冷冻干燥24-36h，得到干燥的PVA-SiO₂白色块状物；得到的PVA-SiO₂白色块状物具有良好的层状结构，层厚度在1-10μm、层间距在5-50μm范围内可控；

第三步，将第二步得到的PVA-SiO₂白色块状物于室温下，沿垂直于微观片层排列的方向，施加1-30MPa的压力，层压1-120min后，得到规整的PVA-SiO₂白色片体；

第四步，将第三步得到的层压后的PVA-SiO₂片体置于高温马弗炉内，于800℃下保温4-10h，得到致密的SiO₂白色片体；得到的致密SiO₂白色片体仍然具有良好的层状结构，层间距在10nm-2μm范围内可控；

第五步，将甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偶氮二异丁腈(AIBN)以500：1的质量比，在80℃油浴中，在氮气气氛下，搅拌15-25min后，在冰水浴中冷却至室温，制得甲基丙烯酸甲酯预聚物；

第六步，将第四步得到的致密SiO₂白色片体真空脱气15-30min后，将第五步制得的甲基丙烯酸甲酯预聚物加入其中，进行真空抽气0.5-1h后，在氮气气氛下，50℃加热24h，70℃加热2h，100℃加热2h，制得SiO₂-PMMA透明玻璃， 得到的SiO₂-PMMA玻璃仍然保有规整的微观层状结构，其弯曲强度在100MPa以上，透光率在85％以上。