專利名稱：聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種互穿聚合物網絡與金屬復合材料的制備方法。
技術背景金屬與互穿聚合物網絡的復合材料廣泛應用在表面的粘接、防腐、催化劑、 電化學、生物相容性、膠體的穩定及微電子等領域。但是因為金屬與互穿聚合 物網絡分屬兩大材料領域，它們在物理和化學性質方面的巨大差異所以使金屬 與互穿聚合物網絡的連接困難，且對其連接處的界面結構難以控制，嚴重制約 了金屬與互穿聚合物網絡的復合材料作為金屬涂層的應用。目前金屬與互穿聚合物網絡的連接采用化學沉積法在聚合物表面形成金 屬層或在金屬表面涂敷互穿聚合物網絡這兩種方法獲得，但是普遍存在無法控 制復合材料中金屬層的微觀均勻性及金屬顆粒的有序性，使互穿聚合物網絡表 面覆蓋的金屬層無序不均勻，導致金屬與互穿聚合物網絡復合材料的電磁性和 屏蔽性差，限制其應用范圍。發明內容本發明目的是為了解決現有制備金屬與互穿聚合物網絡復合材料的方法 無法控制復合材料中金屬層的微觀均勻性及金屬顆粒的有序性的問題，而提供 一種聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法。聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法按以下步驟實現 一、按質量份數比將0.1 0.5份三羥甲基丙烷、2 7份乙酸乙 酯、0.05 0.5份1,4-丁二醇、0.01 0.1份環烷酸鈷和1 5份乙烯基酯樹脂混 合，得混合物A; 二、按質量份數比將2 10份的乙酸乙酯、0.01 0.1份的 過氧化甲乙酮和1 14份的聚氨酯混合，得混合物B,然后將A與B混合， 得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡；三、將基片浸入聚氨酯/乙烯基酯樹 脂互穿聚合物網絡中提拉，提拉速度為1 8cm/s，然后經固化、清洗和干燥 后得兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片；四、采用LB技術， 在兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片上制備硬脂酸/鎳復合膜，干燥后浸漬于還原液中0.3 4h，即得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網 絡與金屬鎳復合材料；其中步驟四豎直提拉法中亞相液為濃度0.1 2拜ol/L 的醋酸鎳溶液，滑障速度為2 9mm/min，亞相溫度為20.0 28.0°C，鋪展液 靜置時間為20 80min， pH值為5.8 8.0，鋪展量為50 120jiL，轉移膜壓為 30 55mN/m，提拉速度為向上2 9mm/min和向下2 8mm/min;步驟四中鋪 展液是硬脂酸與氯仿的混合溶液，鋪展液的質量濃度為0.26 0.30mg/mL;步 驟四中還原液是由濃度為0.005 0.1mol/L的硼氫化鈉與乙醇的水溶液混合制 得。本發明中制備聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料方 法，能夠在互穿聚合物網絡的表面制備一層或多層金屬鎳層，金屬鎳層的厚度 可以從零點幾納米至幾納米，具有高度各向異性的層狀結構，且金屬鎳層中金 屬顆粒有序，實現了控制復合材料中金屬層的微觀均勻性及金屬顆粒的有序 性。
圖1為具體實施方式
十一中所得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與 金屬鎳復合材料的表面原子力顯微鏡圖。
具體實施方式
本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方 式間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金 屬鎳復合材料的制備方法按以下步驟實現 一、按質量份數比將0.1 0.5份三 羥甲基丙烷、2 7份乙酸乙酯、0.05 0.5份1,4-丁二醇、0.01 0.1份環烷酸 鈷和1 5份乙烯基酯樹脂混合，得混合物A; 二、按質量份數比將2 10份 的乙酸乙酯、0.01 0,1份的過氧化甲乙酮和1 14份的聚氨酯混合，得混合 物B，然后將A與B混合，得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡；三、將 基片浸入聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡中提拉，提拉速度為1 8cm/s, 然后經固化、清洗和千燥后得兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡 的基片；四、采用LB技術，在兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡 的基片上制備硬脂酸/鎳復合膜，干燥后浸漬于還原液中0.3 4h，即得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料；其中步驟四豎直提拉法中 亞相液為濃度0.1 2pmol/L的醋酸鎳溶液，滑障速度為2 9mm/min，亞相溫 度為20.0 28.(TC，鋪展液靜置時間為20 80min， pH值為5.8 8.0，鋪展量 為50 120nL，轉移膜壓為30 55mN/m，提拉速度為向上2 9mm/min和向 下2 8mm/min;步驟四中鋪展液是硬脂酸與氯仿的混合溶液，鋪展液的質量 濃度為0.26 0.30mg/mL;步驟四中還原液是由濃度為0.005 0.1mol/L的硼 氫化鈉與乙醇的水溶液混合制得。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按質量 份數比將0.1份三羥甲基丙烷、4份乙酸乙酯、0.1份l，4-丁二醇、0.03份環垸 酸鈷和2份乙烯基酯樹脂混合。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中按質量份數比將8份的乙酸乙酯、0.06份的過氧化甲乙酮和8份的聚氨酯混合。其它 步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中所用基 片是硅基片或玻璃基片。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中固化是室溫靜置固化24h，然后在8(TC的條件下固化8h。其它步驟及參數與具體實 施方式一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟三中清洗是 將固化后的基片浸漬于無水乙醇中30 50min，然后用超純水中清洗重復操作 浸漬與清洗10 20次。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中豎直提 拉法中亞相液為濃度0.2^imol/L的醋酸鎳溶液，滑障速度為6mm/min，亞相溫 度為23.(TC，鋪展液靜置時間為60min， pH值為7.32，鋪展量為90pL，轉移 膜壓為46.5mN/m，提拉速度為向上6mm/min和向下3mm/min。其它步驟及參 數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中鋪展液 是硬脂酸與氯仿的混合溶液，質量濃度為0.28mg/mL。其它步驟及參數與具體 實施方式一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四中還原液是由濃度為0.01mol/L的硼氫化鈉與乙醇的水溶液混合制得。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。本實施方式中還原液使復合膜中的N產離子還原為Ni的零價原子態，進而制備出鎳金屬層。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟四乙醇的水 溶液中乙醇與水按體積比為3 : 1混合配制。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
十一本實施方式聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與 金屬鎳復合材料的制備方法按以下步驟實現 一、按質量份數比將0.1份三羥 甲基丙垸、4份乙酸乙酯、0.1份1，4-丁二醇、0.03份環垸酸鈷和2份乙烯基酯 樹脂混合，得混合物A; 二、按質量份數比將8份的乙酸乙酯、0.06份的過氧 化甲乙酮和8份的聚氨酯混合，得混合物B，然后將A與B混合，得聚氨酯/ 乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡；三、采用浸漬提拉法，以的，將基片浸入聚氨 酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡中提拉，提拉速度為2cm/s，然后經固化、清 洗和干燥后得兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片；四、采 用LB技術，在兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片上制備硬 脂酸/鎳復合膜，干燥后浸漬于還原液中lh，即得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚 合物網絡與金屬鎳復合材料；其中步驟四豎直提拉法中亞相液為濃度 0.2pmol/L的醋酸鎳溶液，滑障速度為6mm/min，亞相溫度為23.(TC，鋪展液 靜置時間為60min， pH值為7.32，鋪展量為90]iL，轉移膜壓為46.5mN/m， 提拉速度為向上6mm/min和向下3mm/min;步驟四中鋪展液是硬脂酸與氯仿 的混合溶液，鋪展液的質量濃度為0.26 0.30mg/mL;步驟四中還原液是由濃 度為0.01mol/L的硼氫化鈉與乙醇的水溶液混合制得。本實施方式中所得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材 料，有圖1可以看出材料表面有大量顆粒狀物質，金屬顆粒的有序，是被還原 后生成的鎳金屬層，鎳金屬層排布非常均勻，整體的微觀均勻性很好。
權利要求
1、聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法，其特征在于聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法按以下步驟實現一、按質量份數比將0.1～0.5份三羥甲基丙烷、2～7份乙酸乙酯、0.05～0.5份1，4-丁二醇、0.01～0.1份環烷酸鈷和1～5份乙烯基酯樹脂混合，得混合物A；二、按質量份數比將2～10份的乙酸乙酯、0.01～0.1份的過氧化甲乙酮和1～14份的聚氨酯混合，得混合物B，然后將A與B混合，得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡；三、將基片浸入聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡中提拉，提拉速度為1～8cm/s，然后經固化、清洗和干燥后得兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片；四、采用LB技術，在兩面涂敷聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡的基片上制備硬脂酸/鎳復合膜，干燥后浸漬于還原液中0.3～4h，即得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料；其中步驟四豎直提拉法中亞相液為濃度0.1～2μmol/L的醋酸鎳溶液，滑障速度為2～9mm/min，亞相溫度為20.0～28.0℃，鋪展液靜置時間為20～80min，pH值為5.8～8.0，鋪展量為50～120μL，轉移膜壓為30～55mN/m，提拉速度為向上2～9mm/min和向下2～8mm/min；步驟四中鋪展液是硬脂酸與氯仿的混合溶液，鋪展液的質量濃度為0.26～0.30mg/mL；步驟四中還原液是由濃度為0.005～0.1mol/L的硼氫化鈉與乙醇的水溶液混合制得。
2、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟一中按質量份數比將O.l份三羥甲基丙 烷、4份乙酸乙酯、0.1份1，4-丁二醇、0.03份環烷酸鈷和2份乙烯基酯樹脂混合。
3、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟二中按質量份數比將8份的乙酸乙酯、 0.06份的過氧化甲乙酮和8份的聚氨酯混合。
4、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中所用基片是硅基片或玻璃基片。
5、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中固化是室溫靜置固化24h，然后在 8(TC的條件下固化8h。
6、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟三中清洗是將固化后的基片浸漬于無水 乙醇中30 50min，然后用超純水中清洗重復操作浸漬與清洗10 20次。
7、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟四中豎直提拉法中亞相液為濃度 0.2pmol/L的醋酸鎳溶液，滑障速度為6mm/min，亞相溫度為23.0'C，鋪展液 靜置時間為60min， pH值為7.32，鋪展量為90pL，轉移膜壓為46.5mN/m， 提拉速度為向上6mm/min和向下3mm/min 。
8、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟四中鋪展液是硬脂酸與氯仿的混合溶 液，質量濃度為0.28mg/mL。
9、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳 復合材料的制備方法，其特征在于步驟四中還原液是由濃度為0.01mol/L的硼 氫化鈉與乙醇的水溶液混合制得。
10、 根據權利要求1所述的聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬 鎳復合材料的制備方法，其特征在于步驟四乙醇的水溶液中乙醇與水按體積比 為3 : l混合配制。
全文摘要
聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料的制備方法，它涉及一種互穿聚合物網絡與金屬復合材料的制備方法。它解決了現有制備金屬與互穿聚合物網絡復合材料的方法無法控制復合材料中金屬層的微觀均勻性及金屬顆粒的有序性的問題。方法制備聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡，將其涂敷到基片上，經固化、清洗和干燥后，在基片上制備硬脂酸/鎳復合膜，干燥后再浸漬于還原液中，即得聚氨酯/乙烯基酯樹脂互穿聚合物網絡與金屬鎳復合材料。本發明中制備所得復合材料的金屬顆粒有序，金屬層的微觀均勻性好。
文檔編號C08F299/00GK101333118SQ20081013686
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月1日 優先權日2008年8月1日
發明者唐冬雁, 季 李 申請人:哈爾濱工業大學