一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米复合材料技术领域，涉及一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]丙烯酸酯橡胶因其分子结构的高极性和完全饱和性，具有优越的耐矿物油和耐高温氧化性能，同时具有优良的抗臭氧性、气密性、耐屈饶的特性，在航空、航天、兵器等尖端科技领域发挥着不可替代的作用，是国防尖端工业中无法替代的关键材料，经常用于制造高温下使用的橡胶油封、垫片、胶管和胶粘剂。
[0003]随着我国航空航天以及国防军事事业的不断发展，对于材料的要求越来越高也越来越苛刻，特别是对于一些能够耐热氧老化且具有优异高温力学性能和高温动态力学性能材料的需求日益增长，丙烯酸酯橡胶因主链不含双键而成为耐热氧老化的首选材料，但现有丙烯酸酯橡胶在高温下的力学性能和动态力学性能表现较差，限制了丙烯酸酯橡胶在高温环境中的应用，进一步提升丙烯酸酯橡胶材料在高温下的力学性能和动态力学性能是非常有必要的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是:针对丙烯酸酯橡胶在室温?120°C下宽温域动态力学性能的不足，尤其是阻尼偏低，提出一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料及其制备方法。
[0005]本发明的技术方案是:修饰后的六方氮化硼添加到丙烯酸酯胶乳中构成六方氮化硼一丙烯酸酯胶乳纳米复合材料，其特征在于:所述六方氮化硼一丙烯酸酯胶乳纳米复合材料主体材料为甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸乙酯(EA)。首先用醇水溶液对硅烷偶联剂进行稀释，再与六方氮化硼混合，通过水浴加热、机械搅拌、抽滤和干燥的方法得到表面修饰过的六方氮化硼。乳化剂溶于水，依次加入单体、交联剂、缓冲剂以及修饰后的六方氮化硼，进行超声分散预乳化，得到预乳化液I和预乳化液II。再将预乳化液I和引发剂进行反应得到聚合物乳液I。最后聚合物乳液1、预乳化液II和引发剂混合反应得到六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳。
[0006]制备六方氮化硼一丙烯酸酯胶乳纳米复合材料的具体方法是，
[0007](I)六方氮化硼表面修饰。用醇水溶液(乙醇:水=3:1)将二烯基三乙氧基硅烷进行稀释，注入装有六方氮化硼的三口烧瓶里，水浴加热，一边加热一边机械搅拌，2h后开始抽滤，再放入真空烘箱中干燥4h，得到表面修饰过的六方氮化硼；
[0008](2)预乳化液I的制备。将ELEMINOL JS-2溶于水，依次加入甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸丁酯BA、对二乙烯苯、碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波的方法进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih得到预乳化液I ;
[0009](3)聚合物乳液I的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中一边搅拌一边加入1/4的预乳化液I，升温至75°C，然后滴入1/4的过硫酸铵直至烧瓶中乳液变蓝，保温5min，再升温至80°C，分别滴加预乳化液I及过硫酸铵，保温反应60min，再降温至60°C得到聚合物乳液I ;
[0010](4)预乳化液II的制备。按照预乳化液I的制备方法，将ELEMINOL JS-2溶于水，依次加入丙烯酸乙酯EA、对二乙烯苯、碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih制备预乳化液II ;
[0011](5)六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳的制备。在装有聚合物乳液I反应烧瓶中加入1/4预乳化液II，升温至75°C，然后滴入1/4的过硫酸铵，保温5min后升温至80°C，再分别滴加预乳化液II及过硫酸铵，约60min滴完，保温反应120min，得到六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳。
[0012]本发明的优点是:本发明通过对六方氮化硼做表面修饰，添加到丙烯酸酯单体中制备预乳化液，再利用预乳化液制备聚合物乳液，最后封端得到六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳。该复合材料在保留丙烯酸酯胶乳原有特性如电绝缘性、导热性和耐化学腐蚀性的基础上有了进一步优化，该复合材料的耐热性能、动态力学性能，特别是阻尼性能得到较为明显的提升。
[0013]六方氮化硼为片层结构，修饰后的六方氮化硼可以进入乳胶粒的核壳结构里面，当丙烯酸酯胶乳的高分子链受到外力而运动时，片层结构六方氮化硼能够阻碍高分子链运动，微观表现在六方氮化硼会对聚合物分子链运动起到约束作用，称为微约束作用，宏观表现在由于微约束作用在宽广的温域范围内明显提升丙烯酸酯胶乳的动态力学性能，特别是阻尼性能。
[0014]本发明将六方氮化硼进行改性，改性后的六方氮化硼大部分可以进入胶乳粒子的核壳结构里，与丙烯酸酯聚合物粒子相结合，与丙烯酸酯乳液形成均匀体系。动态力学性能试验表明在室温?120°C的温度范围内相比丙烯酸酯胶乳，氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳的损耗因子更大。由于六方氮化硼为片层结构，修饰后的六方氮化硼可以进入丙烯酸酯胶乳粒子中，与丙烯酸酯胶乳粒子互为约束形成微约束结构，当复合材料受到外力时丙烯酸酯胶乳高分子链会产生相对运动，六方氮化硼会阻碍高分子链的运动从而产生微约束作用，这种微约束作用会提高丙烯酸酯胶乳的损耗因子从而提高阻尼。
[0015]本发明成功的将六方氮化硼引入丙烯酸酯胶乳粒中形成六方氮化硼一丙烯酸酯胶乳纳米复合材料。该复合材料的电绝缘性、导热性、耐化学腐蚀性、热稳定性和阻尼性能都比丙烯酸酯胶乳的性能有大幅提升。
[0016]本发明具有较普通丙烯酸酯胶更为优异的耐热性能、动态力学性能，且成本低，制备工艺简单，适用于工业化生产。
【附图说明】
[0017]图1是六方氮化硼微约束丙烯酸酯高分子链示意图。
【具体实施方式】
[0018]本发明的【具体实施方式】是，
[0019](I)六方氮化硼表面修饰。用醇水溶液(乙醇:水=3:1)将硅烷偶联剂二烯基三乙氧基硅烷进行稀释，注入装有六方氮化硼的三口烧瓶里，水浴加热，一边加热一边机械搅拌，2h后开始抽滤，再放入真空烘箱中干燥4h，得到表面修饰过的六方氮化硼；
[0020](2)预乳化液I的制备。将反应型乳化剂ELEMINOL JS-2溶于水，依次加入单体甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸丁酯BA、交联剂对二乙烯苯、缓冲剂碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波的方法进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih得到预乳化液I;
[0021](3)聚合物乳液I的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中一边搅拌一边加入1/4的预乳化液I，升温至75°C，然后滴入1/4的引发剂过硫酸铵直至烧瓶中乳液变蓝，保温5min，再升温至80°C，分别滴加预乳化液I及引发剂过硫酸铵，约60min滴完，保温反应60min，再降温至60°C得到聚合物乳液I ;
[0022](4)预乳化液II的制备。按照预乳化液I的制备方法，将反应型乳化剂ELEMINOLJS-2溶于水，依次加入单体丙烯酸乙酯EA、交联剂对二乙烯苯、缓冲剂碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih制备预乳化液II ;
[0023](5)六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳的制备。在装有聚合物乳液I反应烧瓶中加入1/4预乳化液II，升温至75°C，然后滴入1/4引发剂过硫酸铵，保温5min后升温至80°C，再分别滴加预乳化液II及引发剂过硫酸铵，约60min滴完，保温反应120min，得到六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳。
[0024]本发明的工作原理是:六方氮化硼为片层结构，修饰后的六方氮化硼可以进入丙烯酸酯乳胶粒子的核壳结构里，当受到外力时丙烯酸酯胶乳的高分子链与修饰后的六方氮化硼产生相互作用，六方氮化硼在一定程度上限制丙烯酸酯胶乳高分子链的运动，对丙烯酸酯胶乳高分子链产生了微约束作用，该微约束作用可以提高丙烯酸酯胶乳的玻璃化转变温度，改进丙烯酸酯胶乳的动态力学性能，特别是阻尼性能。
【主权项】
1.一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料，其特征是，所述主体材料为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯，另加入ELEMINOL JS-2乳化剂、对二乙烯苯、过硫酸铵、二烯基三乙氧基硅烷和六方氮化硼，六方氮化硼为片层结构。2.一种制备权利要求1所述一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料的方法，其特征在于: (1)六方氮化硼表面修饰，用乙醇:水=3:1的溶液将硅烷偶联剂二烯基三乙氧基硅烷进行稀释，注入装有六方氮化硼的三口烧瓶里，水浴加热，一边加热一边机械搅拌，2h后开始抽滤，再放入真空烘箱中干燥，得到表面修饰过的六方氮化硼； (2)预乳化液I的制备，将乳化剂ELEMINOLJS-2溶于水，依次加入单体甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、交联剂对二乙烯苯、缓冲剂碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波的方法进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih得到预乳化液I ; (3)聚合物乳液I的制备，在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计及恒压滴液漏斗的四口烧瓶中一边搅拌一边加入1/4的预乳化液I，升温至75°C，然后滴入1/4的引发剂过硫酸铵直至烧瓶中乳液变蓝，保温5min，再升温至80°C，分别滴加预乳化液I及过硫酸铵，约60min滴完，保温反应60min，再降温至60°C得到聚合物乳液I ; (4)预乳化液II的制备，按照预乳化液I的制备方法，将乳化剂ELEMINOLJS-2溶于水，依次加入单体丙烯酸乙酯、交联剂对二乙烯苯、缓冲剂碳酸氢钠以及修饰后的六方氮化硼，采用超声波进行超声分散预乳化，超声分散30min，常温高速预乳化Ih制备预乳化液II ; (5)在装有聚合物乳液I反应烧瓶中加入1/4的预乳化液II，升温至75°C，然后滴入1/4的引发剂过硫酸铵，保温5min后升温至80°C，再分别滴加预乳化液II及过硫酸铵，滴完为止，保温反应120min，得到六方氮化硼一丙烯酸酯复合胶乳。
【专利摘要】本发明属于纳米复合材料技术领域，涉及一种六方氮化硼微约束丙烯酸酯胶乳纳米复合材料及其制备方法。首先对六方氮化硼进行表面修饰，将反应型乳化剂溶于水，依次加入单体Ⅰ、交联剂、缓冲剂以及修饰后的六方氮化硼进行超声分散预乳化，制备预乳化液Ⅰ，再将预乳化液Ⅰ和引发剂混合反应制备聚合物乳液Ⅰ，再用制备预乳化液Ⅰ的方法用单体Ⅱ制备预乳化液Ⅱ，将聚合物乳液Ⅰ、预乳化液Ⅱ和引发剂进行混合最终得到六方氮化硼—丙烯酸酯复合胶乳。本发明成功的将六方氮化硼引入丙烯酸酯胶乳粒中形成六方氮化硼—丙烯酸酯胶乳纳米复合材料。该复合材料的电绝缘性、导热性、耐化学腐蚀性、热稳定性和阻尼性能都比丙烯酸酯胶乳的性能有大幅提升。
【IPC分类】C08F212/36, C08F220/14, C08F220/18, C08K9/06, C08F292/00, C08K3/38
【公开号】CN105175654
【申请号】
【发明人】郝敏, 苏正涛, 王鹏, 赖亮庆, 刘嘉
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月29日