一种纳米形状记忆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料领域，具体涉及一种纳米形状记忆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，纺织行业也得到了快速的发展，不仅在外观上变得更多样化，在 功能上也得到了很大的提高。而随着人们生活水平的提高，对生活质量的要求也越来越高， 衣食住行最为基本，其中服装和家居在人们的消费中占有很大的比重，人们追求的不仅是 时尚，同时也要求舒适、健康、以及冬天的保暖，夏天的透气等。现在市面上的面料真可谓是 五花八门，如发光材料、防水材料、隔热材料、形状记忆材料等。在众多材料的研究热点中， 形状记忆材料就是其中之一。形状记忆材料是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改 变其初始形状并固定后，通过外界条件等的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。目前 已被广泛应用于航空航天、医学和能源等领域，而在生活中人们最为熟知的形状记忆材料 可能就是记忆枕了。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种纳米形状记忆材料，具有良好的记 忆功能，同时具有很好的耐拉伸性和耐磨性。
[0005] 技术方案：一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六亚甲基-1， 6-二异氰酸酯10-20份、聚ε-己内酯二醇20-30份、二氧化硅10-20份、丙二醇甲醚醋酸酯5-10份、二甲基甲酰胺1-2份、Ν，Ν-二甲基乙酰胺1-2份、乙二胺基乙磺酸钠1-2份、磺酸丁二醇 1 -2份、苯基三甲氧基硅烷0.1-0.2份、硅烷偶联剂ΚΗ-602 0.5-1份、钛酸四丁酯1 -2份、肽酸 四异丙酯0.5-1份、乙酸1-2份、去离子水5-10份。
[0006] 进一步优选的，所述的一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六 亚甲基-1，6-二异氰酸酯13-18份、聚ε-己内酯二醇22-27份、二氧化硅13-17份、丙二醇甲醚 醋酸酯6-9份、二甲基甲酰胺1.3-1.7份、Ν，Ν-二甲基乙酰胺1.3-1.8份、乙二胺基乙磺酸钠 1.2-1.7份、磺酸丁二醇1.2-1.7份、苯基三甲氧基硅烷0.12-0.17份、硅烷偶联剂ΚΗ-602 0.6-0.9份、钛酸四丁酯1.3-1.7份、肽酸四异丙酯0.6-0.9份、乙酸1.3-1.7份、去离子水6-9 份。
[0007] 上述纳米形状记忆材料的制备方法包括以下步骤： 步骤1:将二氧化硅、乙酸和去离子水混合，超声波分散30-40分钟； 步骤2:加入苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶联剂ΚΗ-602，用磁力搅拌机在75-85°C下以转 速500-700r/min 搅拌 3-5 小时； 步骤3:过滤后洗涤滤饼，在烘箱中95-105°C下干燥12 -13小时，粉碎得颗粒； 步骤4:将粉碎颗粒和丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺混合，超 声波分散30-40分钟； 步骤5:将六亚甲基-1，6-二异氰酸酯和聚ε-己内酯二醇在80-90°C下水浴2-3小时； 步骤6:将步骤4所得物和剩余组分加入步骤5反应物中，用磁力搅拌机在80-90°C，转速 800-1000r/min 下搅拌 1-2 小时； 步骤7:在烘箱中75-85°C下干燥23-25小时后在真空干燥箱中60-70°C下干燥48-50小 时即得。
[0008]进一步优选的，步骤1中分散时间为33-38分钟。
[0009] 进一步优选的，步骤2中温度为78-82°C，转速为550-650r/min，搅拌时间为3.5-4.5小时。
[0010]进一步优选的，步骤3中烘箱温度为98-102°C，干燥时间为12.3-12.6小时。
[0011 ]进一步优选的，步骤4中分散时间为33-37分钟。
[0012] 进一步优选的，步骤5中水浴温度为83-87°C，水浴时间为2.3-2.7小时。
[0013] 进一步优选的，步骤6中温度为83-86°C，转速为850-950r/min，搅拌时间为1.3-1.7小时。
[0014]进一步优选的，步骤7中烘箱温度为78-82°C，第一次干燥时间为23.5-24.5小时， 真空干燥箱温度为62-65°C，第二次干燥时间为48.5-49.5小时。
[0015] 有益效果：本发明的纳米形状记忆材料具有很高的形变回复率，最佳可达到 98.9%，具有很好的记忆功能;拉伸强度在60MPa以上，最大为61.3MPa，断裂伸长率也达到了 500%以上，具有较好的耐拉伸性和耐磨性。
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【具体实施方式】 [0017] 实施例！ 一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六亚甲基-1，6-二异氰酸酯13 份、聚ε-己内酯二醇22份、二氧化硅13份、丙二醇甲醚醋酸酯6份、二甲基甲酰胺1.3份、N，N-二甲基乙酰胺1.3份、乙二胺基乙磺酸钠1.2份、磺酸丁二醇1.2份、苯基三甲氧基硅烷0.12 份、硅烷偶联剂KH-602 0.6份、钛酸四丁酯1.3份、肽酸四异丙酯0.6份、乙酸1.3份、去离子 水6份。
[0018] 上述纳米形状记忆材料的制备方法为:先将二氧化硅、乙酸和去离子水混合，超声 波分散33分钟后加入苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶联剂KH-602,用磁力搅拌机在78°C下以转 速550r/min搅拌3.5小时;过滤后洗涤滤饼，在烘箱中98°C下干燥12.3小时，粉碎得颗粒，将 粉碎颗粒和丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺混合，超声波分散33分 钟，然后将六亚甲基-1，6-二异氰酸酯和聚ε-己内酯二醇在83°C下水浴2.3小时，加入上述 混合物和剩余组分，用磁力搅拌机在83°C，转速850r/min下搅拌1.3小时，最后在烘箱中78 °C下干燥23.5小时后在真空干燥箱中62°C下干燥48.5小时即得。
[0019] 实施例2 一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六亚甲基-1，6-二异氰酸酯18 份、聚ε-己内酯二醇27份、二氧化硅17份、丙二醇甲醚醋酸酯9份、二甲基甲酰胺1.7份、N，N-二甲基乙酰胺1.8份、乙二胺基乙磺酸钠1.7份、磺酸丁二醇1.7份、苯基三甲氧基硅烷0.17 份、硅烷偶联剂KH-602 0.9份、钛酸四丁酯1.7份、肽酸四异丙酯0.9份、乙酸1.7份、去离子 水9份。
[0020] 上述纳米形状记忆材料的制备方法为:先将二氧化硅、乙酸和去离子水混合，超声 波分散38分钟后加入苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶联剂KH-602,用磁力搅拌机在82°C下以转 速650r/min搅拌4.5小时;过滤后洗涤滤饼，在烘箱中102°C下干燥12.6小时，粉碎得颗粒， 将粉碎颗粒和丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺混合，超声波分散37 分钟，然后将六亚甲基-1，6-二异氰酸酯和聚ε-己内酯二醇在87°C下水浴2.7小时，加入上 述混合物和剩余组分，用磁力搅拌机在86°C，转速950r/min下搅拌1.7小时，最后在烘箱中 82°C下干燥23.5小时后在真空干燥箱中65°C下干燥49.5小时即得。
[0021] 实施例3 一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六亚甲基-1，6-二异氰酸酯10 份、聚ε-己内酯二醇20份、二氧化硅10份、丙二醇甲醚醋酸酯5份、二甲基甲酰胺1份、N，N_二 甲基乙酰胺1份、乙二胺基乙磺酸钠1份、磺酸丁二醇1份、苯基三甲氧基硅烷0.1份、硅烷偶 联剂KH-602 0.5份、钛酸四丁酯1份、肽酸四异丙酯0.5份、乙酸1份、去离子水5份。
[0022]上述纳米形状记忆材料的制备方法为:先将二氧化硅、乙酸和去离子水混合，超声 波分散30分钟后加入苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶联剂KH-602,用磁力搅拌机在75°C下以转 速500r/min搅拌3小时;过滤后洗涤滤饼，在烘箱中95°C下干燥12小时，粉碎得颗粒，将粉碎 颗粒和丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺混合，超声波分散30分钟，然 后将六亚甲基-1，6-二异氰酸酯和聚ε-己内酯二醇在80°C下水浴2小时，加入上述混合物和 剩余组分，用磁力搅拌机在80°C，转速800r/min下搅拌1小时，最后在烘箱中75°C下干燥23 小时后在真空干燥箱中60°C下干燥48小时即得。
[0023] 实施例4 一种纳米形状记忆材料，由以下成分以重量份制备而成:六亚甲基-1，6-二异氰酸酯15 份、聚ε-己内酯二醇25份、二氧化硅15份、丙二醇甲醚醋酸酯7份、二甲基甲酰胺1.5份、N，N-二甲基乙酰胺1.5份、乙二胺基乙磺酸钠1.5份、磺酸丁二醇1.5份、苯基三甲氧基硅烷0.15 份、硅烷偶联剂KH-602 0.7份、钛酸四丁酯1.5份、肽酸四异丙酯0.8份、乙酸1.5份、去离子 水7.5份。
[0024]上述纳米形状记忆材料的制备方法为:先将二氧化硅、乙酸和去离子水混合，超声 波分散35分钟后加入苯基三甲氧基硅烷和硅烷偶联剂KH-602，用磁力搅拌机在80°C下以转 速600r/min搅拌4小时;过滤后洗涤滤饼，在烘箱中100°C下干燥12.5小时，粉碎得颗粒，将 粉碎颗粒和丙二醇甲醚醋酸酯、二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺混合，超声波分散35分 钟，然后将六亚甲基-1，6-二异氰酸酯和聚ε-己内酯二醇在85°C下水浴2.5小时，加入上述 混合物和剩余组分，用磁力搅拌机在85