一种蜂窝状轻质高韧性弹性体树脂基材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114316380A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202210108128.4(22)申请日2022.01.28(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人俞书宏高宇诚于志龙(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人刘乐(51)Int.Cl.C08L5/08(2006.01)C08L9/04(2006.01)C08L61/28(2006.01)C08K3/04(2006.01)C08J9/28(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称一种蜂窝状轻质高韧性弹性体树脂基材料及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种弹性体树脂基材料，包括橡胶和树脂材料；所述橡胶为连续相，所述树脂材料为分散相；所述弹性体树脂基材料具有多孔的孔道结构。本发明提供的具有特定结构和组成的弹性体树脂基材料，具有椭圆形蜂窝孔的蜂窝状材料密度小，没有任何收缩开裂现象，韧性好，弹性优良，耐疲劳性能优异，可反复弯折压缩，具有优良的形状记忆性和弹性，可任意方向弯曲扭转180°而不产生塑性形变，比传统保温材料具有更高的比强度和耐磨性，并兼具良好的隔热性能。本发明提供的制备方法，操作简单，条件温和，可控性好，可大规模制备，还能通过调控冷冻温度、橡胶乳液含量、树脂含量、固化温度等调控所得高分子复合材料的结构、密度和力学性能等。CN114316380ACN114316380A权利要求书1/2页1.一种弹性体树脂基材料，其特征在于，包括橡胶和树脂材料；所述橡胶为连续相，所述树脂材料为分散相；所述弹性体树脂基材料具有多孔的孔道结构。2.根据权利要求1所述的弹性体树脂基材料，其特征在于，所述弹性体树脂基材料具有海岛结构；所述弹性体树脂基材料中，树脂材料的质量含量为25％～50％；所述弹性体树脂基材料中，橡胶的质量含量为50％～75％；所述多孔的孔道结构包括蜂窝状的孔道结构；所述蜂窝的蜂窝孔包括椭圆形蜂窝孔；所述弹性体树脂基材料具有垂直的孔道取向结构。3.根据权利要求1所述的弹性体树脂基材料，其特征在于，所述孔道的径向尺寸为5～50μm；所述孔道的壁厚为1～5μm；所述弹性体树脂基材料中还包括增稠剂；所述增稠剂为弹性体树脂基材料的支撑模板；所述弹性体树脂基材料中，橡胶分子链和树脂分子链，通过增稠剂，形成电荷作用和氢键作用；所述弹性体树脂基材料中，增稠剂的质量含量为2％～4％。4.根据权利要求1所述的弹性体树脂基材料，其特征在于，所述弹性体树脂基材料中，纵向的孔道结构贯穿弹性体树脂基材料；所述弹性体树脂基材料中还包括纳米填料；所述纳米填料复合在所述孔道结构中；所述弹性体树脂基材料中，纳米填料的质量含量为5％～15％；所述弹性体树脂基材料沿孔道方向，宏观上具有纵向的纹理状形貌；所述弹性体树脂基材料为隔热材料和/或缓冲材料。5.根据权利要求1所述的弹性体树脂基材料，其特征在于，所述橡胶包括天然橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶和丁基橡胶中的一种或多种；所述树脂包括聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂和硅丙树脂中的一种或多种；所述弹性体树脂基材料为可弯曲材料和/或可压缩材料；所述弹性体树脂基材料的弯曲强度为4～11MPa；所述弹性体树脂基材料由取向冷冻法制备得到；所述弹性体树脂基材料的密度为100～300mg/cm3。6.一种弹性体树脂基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将水性橡胶乳液、水性树脂和水混合后，得到混合液；2)向上述步骤得到的混合液中，加入增稠剂和催化剂的混合胶液再次混合后，得到混合溶胶，再将混合溶胶置于模具中，经过取向冷冻后，然后取出放置在基底上进行冷冻干燥，得到冻干材料；3)将上述步骤得到的冻干材料加热固化后，得到弹性体树脂基材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水性橡胶乳液与所述水的比为(32CN114316380A权利要求书2/2页～9)g：10mL；所述水性树脂与所述水的比为(1～3)g：10mL；所述催化剂包括甲酸、冰醋酸、草酸、酒石酸和盐酸中的一种或多种；所述增稠剂包括壳聚糖、海藻酸钠、琼脂、淀粉和羧甲基纤维素钠中的一种或多种；所述步骤1)中的原料，还包括纳米填料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述纳米填料与所述水的比为(0.5～1.5)g：10mL；所述纳米填料包括碳化硅、蒙脱土、二氧化硅、碳纳米管、石墨烯、镁盐晶须、硫酸钙晶须和羟基磷灰石中的一种或多种；所述增稠剂和催化剂的混合胶液中包括增稠剂、催化剂和水溶剂；所述增稠剂与所述水溶剂的比为(2～4)g：100ml；所述催化剂与所述水溶剂的体积比为(2～4):100；所述混合液中的水与所述增