本發明涉及一種聚氨酯和有機改性蛭石復合材料的制備方法。
背景技術：
聚合物和層狀硅酸鹽復合材料是最近迅速發展起來的新型材料，因其具有常規復合材料所沒有的形態和優異性能而引起廣泛關注。蛭石作為一種特殊層狀結構硅酸鹽礦物，其晶體結構由3個基本結構層組成，上下兩層為硅氧四面體，中間為硅氫氧鋁鎂層，層間具有水分子及可交換性陽離子，對制備復合材料不利。為了讓聚合物容易進入層間，利用離子交換原理使長鏈烷基季銨鹽進入粘土片層之間，擴張其片層間距、改善層間微環境，使蛭石類粘土內外表面由親水性轉為疏水性，增強片層與聚合物分子鏈之間親和性，降低硅酸鹽材料表面能，使聚合物單體或分子鏈更容易插入片層之間。聚氨酯(PU)含有微相分離結構，具有高強度、耐磨等優異綜合性能。廣泛應用于石油、煤礦等行業領域。采用插層聚合將無機材料引入PU得到復合材料，其物理力學、熱、光學、吸水等性能都優于常規復合材料。
技術實現要素：
本發明旨在提出一種聚氨酯和有機改性蛭石復合材料的制備方法。
本發明的技術方案在于：
聚氨酯和有機改性蛭石復合材料的制備方法，包含如下步驟：
（1）制備有機改性蛭石
準確稱取10.0 g納基蛭石，按照1：10的比例加入蒸餾水制漿，按照蛭石的陽離子交換量分別加入DTAB 3.67g、TTAB 4.00 g、CTAB 4.33 g、ODBAC 6.73 g、
1-OTAB 4.66 g、3-OTAB 13.98g、5-OTAB 23.30 g和BTAC 6.40 g，在70～75℃水浴中攪拌2h，冷卻抽濾，用去離子水洗滌，然后用電熱恒溫鼓風干燥箱在110℃下活化2h，制成有機改性蛭石；
（2）制備聚氨酯和有機改性蛭石復合材料
將聚碳酸酯多元醇在110～130℃下真空脫水2 h，備用；
準確稱取20.0 g 聚碳酸酯多元醇和加入機改性蛭石于燒杯中，先高速攪拌1h，再超聲分散1 h，然后移入三口燒瓶中，在N2保護下加入4.98g 1，4-環己烷二異氰酸酯于75℃反應30 min，降溫至70℃，快速攪拌后抽真空30 min，然后倒入模具中，放入真空干燥箱中，110℃固化5 h，取出于室溫下放置7 天形成聚氨酯和有機改性蛭石復合材料。
本發明的技術效果在于：
本發明聚氨酯和有機改性蛭石復合材料中有明顯的氨基甲酸酯和蛭石特征峰；力學性能有所增加，拉伸強度、硬度都達到了最大值，隨著加量繼續增加，強度略有所降低。
具體實施方式
聚氨酯和有機改性蛭石復合材料的制備方法，包含如下步驟：
（1）制備有機改性蛭石
準確稱取10.0 g納基蛭石，按照1：10的比例加入蒸餾水制漿，按照蛭石的陽離子交換量分別加入DTAB 3.67g、TTAB 4.00 g、CTAB 4.33 g、ODBAC 6.73 g、
1-OTAB 4.66 g、3-OTAB 13.98g、5-OTAB 23.30 g和BTAC 6.40 g，在70～75℃水浴中攪拌2h，冷卻抽濾，用去離子水洗滌，然后用電熱恒溫鼓風干燥箱在110℃下活化2h，制成有機改性蛭石；
（2）制備聚氨酯和有機改性蛭石復合材料
將聚碳酸酯多元醇在110～130℃下真空脫水2 h，備用；
準確稱取20.0 g 聚碳酸酯多元醇和加入機改性蛭石于燒杯中，先高速攪拌1h，再超聲分散1 h，然后移入三口燒瓶中，在N2保護下加入4.98g 1，4-環己烷二異氰酸酯于75℃反應30 min，降溫至70℃，快速攪拌后抽真空30 min，然后倒入模具中，放入真空干燥箱中，110℃固化5 h，取出于室溫下放置7 天形成聚氨酯和有機改性蛭石復合材料。