專利名稱：聚苯胺包覆納米TiO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性氰酸酯及其制備方法，特別涉及有機-無機納米復(fù)合粒子或有機-無機復(fù)合晶須改性氰酸酯復(fù)合材料的領(lǐng)域。
二、技術(shù)背景氰酸酯樹脂是一種新型的高性能復(fù)合材料基體樹脂，屬于結(jié)構(gòu)型吸波材料。它與常用的導(dǎo)彈用聚合物基復(fù)合材料基體樹脂如環(huán)氧樹脂系列、聚酰亞胺樹脂系列、雙馬來酰亞胺樹脂系列等相比，具有更優(yōu)異的綜合性能，包括良好的工藝性能、較高的熱穩(wěn)定性、極佳的微波介電性能以及優(yōu)良的耐濕熱性能和較高的尺寸穩(wěn)定性等，因而在導(dǎo)彈、雷達天線罩、結(jié)構(gòu)材料和隱身材料中有著極大的應(yīng)用前景。目前氰酸酯主要用于高頻高速宇航通訊電子設(shè)備的印刷電路板(PCB)、航空航天結(jié)構(gòu)部件、隱身材料、高性能雷達天線罩、通訊衛(wèi)星等。
有機-無機納米復(fù)合材料由于能綜合無機物和有機物兩者優(yōu)異性能以及納米材料的特性，有機-無機納米復(fù)合材料在力學(xué)、電磁功能、生物工程等領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用前景。而導(dǎo)電聚合物如導(dǎo)電聚苯胺也是一種新型的吸波材料技術(shù)，納米導(dǎo)電聚苯胺材料具有高的電磁波吸收系數(shù)的報道也引起了很大關(guān)注，作為納米導(dǎo)電高聚物吸波改性劑，納米TiO2對中紅外波段有很強的吸收性能，這種復(fù)合體對這個波段的紅外探測器有很好的屏蔽作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是就是提供一種有機-無機納米復(fù)合粒子或有機-無機復(fù)合晶須改性氰酸酯復(fù)合材料及其制備方法，研究氰酸酯以及導(dǎo)電聚苯胺吸波性能的綜合效果。
為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的1.聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料的原料組分按重量估計氰酸酯單體100，聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須0.1～100，消泡劑為粒子重量的0.1～0.5％。其中氰酸酯單體是雙酚A型氰酸酯單體；納米TiO2復(fù)合粒子的平均粒徑在10～100nm。
2.聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料的制備方法是，將納米復(fù)合粒子或晶須以及氰酸酯單體在恒溫水浴鍋中加熱至90℃熔融，通過超聲分散使復(fù)合粒子或晶須在基體中分散均勻，然后倒入模具中，進行升溫固化，其固化工藝是100℃ 0.5h+120℃ 0.5h+150℃ 1h+180℃ 3h，最后脫模200℃后固化10h，即制得聚苯胺包覆納米TiO2或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料。其中聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子，也可以是ZnO、Co3O4、NiO、MoO2、WO3、SiC、Mn-Zn鐵氧體以及碳納米管等吸波改性劑或者聚苯胺包覆這些吸波改性劑的復(fù)合粒子；聚苯胺包覆TiO2晶須也可以是ZnO、SiC晶須。該制備方法還含有消泡劑助劑。
3.聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須是通過化學(xué)氧化原位聚合法制得的；即在鹽酸溶液中按比例加入分散劑十二烷基苯磺酸納或聚乙二醇以及TiO2納米粒子或晶須制得穩(wěn)定的懸浮液，而后加入苯胺鹽酸，攪拌0.5～1小時，再滴加過硫酸胺的鹽酸溶液，繼續(xù)攪拌3～4小時，最后，抽濾，反復(fù)用無水乙醇以及稀鹽酸洗滌，除去雜質(zhì)并在60℃下真空干燥24小時，即制備出聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過化學(xué)氧化原位聚合法在納米粒子或晶須表面成功包覆聚苯胺，提高納米粒子的吸波性能。TiO2在紫外光區(qū)域出現(xiàn)了新的吸收峰，不僅吸收紫外光，還可以很好的吸收可見光和近紅外光，復(fù)合粒子或晶須添加到氰酸酯中制得的復(fù)合材料綜合了二者的吸波性能，而且復(fù)合粒子或晶須對氰酸酯還有增強增韌的作用。
四

無附圖五具體實施方式
下面通過實施例來說明本發(fā)明的
具體實施例方式實施例1將分散劑十二烷基苯磺酸鈉0.4g溶于400ml 0.2mol/L的鹽酸溶液中，然后加入TiO2納米粒子1g，并用高速分散均質(zhì)機高速攪拌10min左右，這時分散體系呈乳白色；繼續(xù)用超聲波清洗器進行超聲振蕩20min；然后加入1g苯胺鹽酸，；繼續(xù)攪拌20min后滴加50ml過硫酸銨的鹽酸溶液(將1.75g過硫酸銨溶于50ml稀鹽酸的溶液)，控制滴加時間為10min左右，這時溶液顏色開始由淺及深，逐漸變?yōu)樯钏{色；持續(xù)攪拌3～4小時，最后抽濾，并先反復(fù)用無水乙醇洗滌直到濾液澄清再用稀鹽酸反復(fù)洗滌3、4次；產(chǎn)物在真空干燥箱中60℃下干燥24小時，即得到聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子。稱取氰酸酯97g和聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子3g，在90℃水浴中加熱熔融，約10min后加入少許0.1g消泡劑，進行超聲振蕩(5個周期，每個周期振蕩1min，停止1min)；然后倒入涂有脫模劑并90℃預(yù)熱的模具中，進行升溫固化(固化工藝100℃ 0.5h+120℃ 0.5h+150℃ 1h+180℃ 3h)；固化結(jié)束后脫模，待完全固化后脫模取出試樣；將取出的試樣放在烘箱中200℃后固化10h，即得到本發(fā)明的聚苯胺包覆納米TiO2/氰酸酯復(fù)合材料。
實施例2同例1，其中分散劑為聚乙二醇2g，即得到本發(fā)明的聚苯胺包覆納米TiO2/氰酸酯復(fù)合材料。
實施例3同例1，其中TiO2納米粒子改為TiO2晶須，得到聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料。
實施例4同例2，其中TiO2納米粒子改為TiO2晶須，得到聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料，其特征在于原料組分按重量份計氰酸酯單體100，聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須0.1～100，消泡劑為粒子重量的0.1～0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料，其特征在于氰酸酯單體是雙酚A型氰酸酯單體。
3.如權(quán)利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料，其特征在于TiO2納米粒子，平均粒徑在10～100nm。
4.如權(quán)利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料，其特征在于聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子，也可以是ZnO、Co3O4、NiO、MoO2、WO3、SiC、Mn-Zn鐵氧體以及碳納米管等吸波改性劑或者聚苯胺包覆這些吸波改性劑的復(fù)合粒子；晶須也可以是ZnO、SiC晶須。
5.一種聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按如下步驟將納米復(fù)合粒子或晶須以及氰酸酯單體在恒溫水浴鍋中加熱至90℃熔融，通過超聲分散使復(fù)合粒子或晶須在基體中分散均勻，然后倒入模具中，進行升溫固化，其固化工藝是100℃0.5h+120℃0.5h+150℃1h+180℃3h，最后脫模200℃后固化10h，即制得聚苯胺包覆納米TiO2/氰酸酯復(fù)合材料。
6.如權(quán)利要求5所述的聚苯胺包覆納米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于含有消泡劑助劑。
7.如權(quán)利要求5所述的聚苯胺包覆納米TiO2了；粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須/氰酸酯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須是通過化學(xué)氧化原位聚合法制得的在鹽酸溶液中按比例加入分散劑十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇，以及TiO2納米粒子或晶須制得穩(wěn)定的懸浮液，而后加入苯胺鹽酸，攪拌0.5～1小時后再滴加過硫酸銨的鹽酸溶液，繼續(xù)攪拌3～4小時，最后，抽濾，反復(fù)用無水乙醇以及稀鹽酸洗滌，除去雜質(zhì)并在60℃下真空干燥24小時，即制備出聚苯胺包覆納米TiO2復(fù)合粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須。
全文摘要
一種聚苯胺包覆納米TiO
文檔編號C08L79/00GK1821316SQ20061003796
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者陶杰, 周慧, 崔益華 申請人:南京航空航天大學(xué)