耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子基復(fù)合材料由于既保持了高分子基體本身的各種優(yōu)異性能，又能充分發(fā)揮納米單元的特異性能，還可抑止納米單元的氧化和聚集，使體系具有較高的長效穩(wěn)定性。納米改性水性聚氨酯材料克服了水性聚氨酯耐水、耐候性等缺陷，提高了材料的耐水、耐老化性、抗沾污性、熱穩(wěn)定性和耐磨性，還可以使水性聚氨酯具備抗菌、抗輻射、防臭等性能。
[0003]麥飯石是一種對生物無毒、無害并具有一定生物活性的復(fù)合礦物或藥用巖石。我國麥飯石資源極為豐富。麥飯石的主要化學(xué)成分是無機(jī)的硅鋁酸鹽，其中主要為二氧化硅、氧化鋁，麥飯石是多孔性的，已確認(rèn)是海綿狀多孔性的，吸附能力很強(qiáng)，麥飯石能釋放出多種的微量元素(礦物質(zhì))，因能溶出礦物質(zhì)的特性，，具有較強(qiáng)的吸附性和親皮膚的效果。
[0004]現(xiàn)有的高分子基納米復(fù)合材料及其制備方法，往往因無機(jī)納米顆粒具有極高的表面能，有很強(qiáng)的團(tuán)聚趨勢，在與聚合物混合的加工過程中遇熱、力等作用，破壞其原為分散的平衡狀態(tài)，往往得到的是納米顆粒團(tuán)聚成幾百納米甚至微米尺度的復(fù)合材料，從而喪失納米顆粒的特有功能和作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種具備耐水、耐老化性、抗沾污性、親膚性好、抗菌、抗輻射、環(huán)保等綜合性能優(yōu)異的耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料及其制備方法。
[0006]本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料，其由如下重量份數(shù)的組分制成:水性聚氨酯納米復(fù)合乳液20-30份、油類增塑劑30-40份、硬質(zhì)酸鈉6-10份、碳酸鈣10-20份。
[0008]進(jìn)一步，所述的油類增塑劑為石蠟油、白油、環(huán)烷油中的任一種或兩種。
[0009]進(jìn)一步，所述的水性聚氨酯納米復(fù)合乳液中所含的組分及質(zhì)量比為有機(jī)改性麥飯石分散液0.05:聚合物二元醇2.8:HDI三聚體1.2:水溶性殼聚糖2.3:催化劑二月桂酸二丁基錫0.03:三羥甲基丙烷0.3:抗氧劑1010 0.015:三乙胺0.2:去離子水10:乙二胺0.04。
[0010]進(jìn)一步，所述的聚合物二元醇為聚四氫呋喃醚二醇、聚丙二醇和聚己內(nèi)酯二醇中的一種或兩種，聚合物二元醇的分子量為1000-4000 ;所述的水溶性殼聚糖為脫乙酰度48%的殼聚糖。
[0011]進(jìn)一步，所述的有機(jī)改性麥飯石分散液是有機(jī)改性麥飯石分散于體積比為1:1的無水乙醇與DMF的混合液中而得到的，其濃度范圍為lmg/ml-3mg/ml。
[0012]進(jìn)一步，所述的有機(jī)改性麥飯石的原料組分及重量百分?jǐn)?shù)為麥飯石3_8wt%、去離子水82-95wt %、0.5-1 %三聚磷酸鈉、有機(jī)改性劑5-9wt %，其中所述的麥飯石為粒徑35-100nm的納米級麥飯石微粉、所述的有機(jī)改性劑為γ -氨丙基三乙氧基硅烷。
[0013]一種前述的耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料的制備方法，其包括下列步驟:
[0014](I)有機(jī)改性麥飯石分散液的制備:
[0015]將3_8wt%的麥飯石、82_95wt%的去離子水、0.5-1 %的三聚磷酸鈉加入反應(yīng)罐中，在30°C轉(zhuǎn)速1500r/min下攪拌1_2小時(shí)，再加入5_9wt %的有機(jī)改性劑，在50_80°C、1500r/min下繼續(xù)攪拌3_4小時(shí)，過濾，用去離子水或無水乙醇洗滌，取出瞭干，在60_80°C條件下干燥，制得有機(jī)改性麥飯石；之后將有機(jī)改性麥飯石分散在體積比為1:1的無水乙醇與DMF的混合液中，控制濃度范圍為lmg/ml-3mg/ml，得到均勻的有機(jī)改性麥飯石分散液；
[0016](2)水性聚氨酯納米復(fù)合乳液:
[0017]將有機(jī)改性麥飯石分散液與聚合物二元醇、HDI三聚體、水溶性殼聚糖、催化劑二月桂酸二丁基錫一起加入反應(yīng)罐中，于70-80°C進(jìn)行預(yù)聚反應(yīng)2-3h，于50-100°C下脫泡2-3h，制得聚氨酯預(yù)聚體；之后加入三羥甲基丙烷、抗氧劑1010反應(yīng)l_2h，再加入三乙胺中和，加入適量丙酮降粘，繼續(xù)攪拌20min后，在高速攪拌下快速加入去離子水和乙二胺乳化lh，反應(yīng)結(jié)束，得到水性聚氨酯納米復(fù)合乳液；
[0018](3)高分子基納米復(fù)合材料的制備:
[0019]將水性聚氨酯納米復(fù)合乳液進(jìn)行噴霧干燥后，與油性增塑劑、硬質(zhì)酸鈉、碳酸鈣按設(shè)定比例加入擠出機(jī)中，混煉擠出后制得高分子基納米復(fù)合材料。
[0020]進(jìn)一步，所述的步驟⑵中原料及其質(zhì)量比為:有機(jī)改性麥飯石分散液0.05:聚合物二元醇2.8:HDI三聚體1.2:水溶性殼聚糖2.3:催化劑二月桂酸二丁基錫0.03:三羥甲基丙烷0.3:抗氧劑10100.015:三乙胺0.2:去離子水10:乙二胺0.04。
[0021]進(jìn)一步，所述步驟(3)中原料及其質(zhì)量份數(shù)為:水性聚氨酯納米復(fù)合乳液20-30份、油類增塑劑30-40份、硬質(zhì)酸鈉6-10份、碳酸鈣10-20份。
[0022]進(jìn)一步，所述步驟(3)擠出機(jī)的加工溫度為150_250°C。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、本發(fā)明提供的高分子基納米復(fù)合材料，采用有機(jī)改性麥飯石納米材料對水性聚氨酯進(jìn)行改性，同時(shí)用脫乙酰殼聚糖進(jìn)行復(fù)合改性，提高了材料的綜合性能，其適合應(yīng)用在耳機(jī)線材的外被材料；其中水性聚氨酯納米復(fù)合乳液還可以在耳機(jī)線加工成型過程中，通過噴霧法，用于耳機(jī)線的涂層材料，以提高耳機(jī)線材的耐水、耐老化性、耐黃變、抗沾污性、熱穩(wěn)定性和耐磨性，使其還具備抗菌、抗輻射、防臭等性能。
[0025]2、本發(fā)明采用的制備方法工藝合理，可大規(guī)模生產(chǎn)；采用原位填充方式，使無機(jī)納米粒子麥飯石能在聚氨酯中均勻分散，克服了現(xiàn)有無機(jī)納米粒子因表面能高而極易團(tuán)聚、納米單元易氧化的問題，使粒子的納米特性保持好，且保持了水性聚氨酯本身的各種優(yōu)異性能；同時(shí)納米水性聚氨酯復(fù)合材料只經(jīng)過一次聚合成型不需要熱加工，避免了由此產(chǎn)生的降解保證了基體各性能的穩(wěn)定性。
[0026]上述是發(fā)明技術(shù)方案的概述，以下結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0027]實(shí)施例1本實(shí)施例提供的耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料，其由如下重量份數(shù)的組分制成:水性聚氨酯納米復(fù)合乳液20-30份、油類增塑劑30-40份、硬質(zhì)酸鈉6-10份、碳酸鈣10-20份。
[0028]進(jìn)一步，所述的油類增塑劑為石蠟油、白油、環(huán)烷油中的任一種或兩種。
[0029]進(jìn)一步，所述的水性聚氨酯納米復(fù)合乳液中所含的組分及質(zhì)量比為有機(jī)改性麥飯石分散液0.05:聚合物二元醇2.8:HDI三聚體1.2:水溶性殼聚糖2.3:催化劑二月桂酸二丁基錫0.03:三羥甲基丙烷0.3:抗氧劑1010 0.015:三乙胺0.2:去離子水10:乙二胺0.04。
[0030]進(jìn)一步，所述的聚合物二元醇為聚四氫呋喃醚二醇、聚丙二醇和聚己內(nèi)酯二醇中的一種或兩種，聚合物二元醇的分子量為1000-4000 ;所述的水溶性殼聚糖為脫乙酰度48%的殼聚糖。
[0031]進(jìn)一步，所述的有機(jī)改性麥飯石分散液是有機(jī)改性麥飯石分散于體積比為1:1的無水乙醇與DMF的混合液中而得到的，其濃度范圍為lmg/ml-3mg/ml。
[0032]進(jìn)一步，所述的有機(jī)改性麥飯石的原料組分及重量百分?jǐn)?shù)為麥飯石3_8wt%、去離子水82-95wt%、0.5-lwt%三聚磷酸鈉、有機(jī)改性劑5_9wt%，其中所述的麥飯石為粒徑35-100nm的納米級麥飯石微粉、所述的有機(jī)改性劑為γ -氨丙基三乙氧基硅烷。
[0033]一種前述的耳機(jī)線材用高分子基納米復(fù)合材料的制備方法，其包括下列步驟:
[0034](I)有機(jī)改性麥飯石分散液的制備:
[0035]將3_8wt%的麥飯石、82_95wt%的去離子水、0.5-1 %的三聚磷酸鈉加入反應(yīng)罐中，在30°C轉(zhuǎn)速1500r/min下攪拌1_2小時(shí)，再加入5_9wt %的有機(jī)改性劑，在50_80°C、1500r/min下繼續(xù)攪拌3_4小時(shí)，過濾，用去離子水或無水乙醇洗滌，取出瞭干，在60_80°C條件下干燥，制得有機(jī)改性麥飯石；之后將有機(jī)改性麥飯石分散在體積比為1:1的無水乙醇與DM