本發(fā)明涉及一種固體復合材料，及用于制備聚合物復合材料的方法。尤其是，固體復合材料為聚合物固體復合材料。

背景技術：

1、市場上大多數(shù)市售的聚合物復合材料都含有有害物質(zhì)和不可再生的聚合物，導致大量廢物的產(chǎn)生。這些傳統(tǒng)的復合材料配方嚴重依賴原生聚合物，顯著增加了全球聚合物污染問題。此外，制造過程涉及使用各種有毒化學品和溶劑，進一步損害了生產(chǎn)的可行性。此外，這些不可持續(xù)的制造方式會產(chǎn)生長期的有毒廢物，并且缺乏生物降解性。

2、因此，本發(fā)明研究了一種包含再循環(huán)的聚合物的新型聚合物復合材料，為商業(yè)應用創(chuàng)造了可持續(xù)的替代品，促進了環(huán)境的可持續(xù)性。本發(fā)明中開發(fā)的聚合物復合材料可以配置為包括可提供不同功能的功能性添加劑或填料，使得聚合物復合材料可用于廣泛的應用，包含汽車、建筑和隔聲?；蛘?，本發(fā)明提供了一種供公眾使用的替代解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一方面涉及固體復合材料，其包括：

2、-第一聚合物，其優(yōu)選為具有多孔結(jié)構的固體；

3、-第二聚合物，其優(yōu)選為與所述第一聚合物不同；

4、-第一添加劑，其優(yōu)選為選自鈣鈦礦；和

5、-可選地第二添加劑；

6、其中所述固體復合材料的制備如下：先將所述第一聚合物的單體與所述第二聚合物、所述第一添加劑及可選地所述第二添加劑混合，然后透過聚合反應固化所述單體以生成所述第一聚合物，由此所述第二聚合物、所述第一添加劑及可選地所述第二添加劑分散在所述第一聚合物的多孔結(jié)構中。

7、在一些實施例中，所述第一聚合物選自聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯泡沫膠、丁腈橡膠泡沫膠、聚氯丁二烯泡沫膠、聚酰亞胺泡沫膠、聚丙烯泡沫膠、聚苯乙烯泡沫膠、聚氨酯泡沫膠、聚脲泡沫膠、聚乙烯泡沫膠、聚氯乙烯泡沫膠、聚異氰脲酸酯泡沫膠、硅酮泡沫膠、微孔泡沫膠，多元醇、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚硫醇或其組合。優(yōu)選地，所述第一聚合物在所述固體復合材料中的濃度從1％w/w變化至25％w/w。

8、在一些實施例中，所述第二聚合物選自聚苯乙烯、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯，多元醇、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚硫醇，聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯泡沫膠、丁腈橡膠泡沫膠、聚氯丁二烯泡沫膠、聚酰亞胺泡沫膠、聚丙烯泡沫膠、聚苯乙烯泡沫膠、聚氨酯泡沫膠、聚脲泡沫膠、聚乙烯泡沫膠、聚氯乙烯泡沫膠、聚異氰脲酸酯泡沫膠、硅酮泡沫膠、微孔泡沫膠或其組合。優(yōu)選地，所述第二聚合物在所述固體復合材料中的濃度從30％w/w變化至70％w/w。更優(yōu)選地，所述第二聚合物為再循環(huán)的材料。

9、在一些實施例中，所述第一添加劑選自鉛鈣鈦礦晶體、無鉛鈣鈦礦晶體、無鉛雙鈣鈦礦晶體、或其組合。有利地，所述第一添加劑的特征在于高戈德施密特(goldschmidt)容差因子。更有利地，晶體的直徑在5至500nm的范圍之間。

10、在一些實施例中，無鉛鈣鈦礦晶體選自鹵化錫鈣鈦礦(ch3nh3)sni3、鹵化鉍鈣鈦礦(ch3nh3)3bi2i9、鹵化銻鈣鈦礦(ch3nh3)3sb2i9、銀鉍碘化物agbii4、或其組合。

11、在一些實施例中，無鉛雙鈣鈦礦晶體選自cs3bi2br9、cs2agincl6、cs2agbibr6、cs2agbii6、cs2agsbbr6、cs2agsbi6、或其組合。

12、在一些實施例中，所述第一添加劑為cs2aginbicl6、cs3bi2cl6、或其組合。

13、在一些實施例中，所述第一添加劑在所述固體復合材料中的濃度從0.01％w/w變化至40％w/w，優(yōu)選地從0.01％w/w變化至25％w/w，更優(yōu)選地從0.05％w/w變化至40％w/w，最優(yōu)選地從0.05％w/w變化至25％w/w。

14、在一些實施例中，所述第二添加劑選自碳納米管、碳量子點、石墨烯、二氧化硅納米顆粒、包括銀、金、銅或其組合的金屬納米顆粒、包括蒙脫石、埃洛石或其組合的粘土納米顆粒、包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁或其組合的金屬氧化物納米顆粒、纖維素納米纖維或其組合。有利地，所述第二添加劑進一步纖維素、殼聚糖、海藻酸鹽、淀粉、右旋糖酐、或其組合。更有利地，所述第二添加劑是可生物降解的。優(yōu)選地，所述第二添加劑的平均尺寸在5至500nm范圍內(nèi)，優(yōu)選地小于10nm。更優(yōu)選地，所述第二添加劑在所述固體復合材料中的濃度為從0.02wt％至1wt％。

15、在一些實施例中，所述固體復合材料還包括：

16、-發(fā)泡劑，其選自水、二氧化碳、包含丙烷、丁烷、戊烷、或其組合的烴類，氫氟烴(hfcs)、氫氯氟烴(hcfc)、偶氮二甲酰胺(ada)、碳酸氫鈉、檸檬酸、碳酸鈉、碳酸氫銨、或其組合；和/或

17、-第三添加劑，其包括：表面活性劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、交聯(lián)劑、或其組合。

18、在一些實施例中，所述發(fā)泡劑在固體復合材料中的濃度為1％w/w至15％w/w。

19、在一些實施例中，所述第三添加劑在固體復合材料中的濃度為1％w/w至30％w/w。

20、在一些實施例中，表面活性劑選自十六烷基三甲基溴化銨(ctab)、十二烷基硫酸鈉(sds)、油酸、二甲基二十八烷基溴化銨(ddab)、聚乙二醇和它們相應的嵌段共聚物。

21、在一些實施例中，穩(wěn)定劑選自油酸、油胺、吐溫20、十六烷基三甲基溴化銨(ctab)、或其組合。

22、在一些實施例中，增塑劑選自甘油、乙酸乙酯、山梨醇、乙二醇、木糖醇和二甘醇、或其組合。

23、在一些實施例中，交聯(lián)劑選自包括甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯、對苯二甲胺、明膠、膠原蛋白、瓊脂糖、瓊脂、或其組合。

24、本發(fā)明的第二方面涉及第一方面的復合材料的制備。

1.一種固體復合材料，包括：

2.如權利要求1中所述的固體復合材料，其中所述第一聚合物選自聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯泡沫膠、丁腈橡膠泡沫膠、聚氯丁二烯泡沫膠、聚酰亞胺泡沫膠、聚丙烯泡沫膠、聚苯乙烯泡沫膠、聚氨酯泡沫膠、聚脲泡沫膠、聚乙烯泡沫膠、聚氯乙烯泡沫膠、聚異氰脲酸酯泡沫膠、硅酮泡沫膠、微孔泡沫膠，多元醇、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚硫醇或其組合。

3.如權利要求1或2中所述的固體復合材料，其中所述第一聚合物在所述固體復合材料中的濃度從1％w/w變化至25％w/w。

4.如權利要求1中所述的固體復合材料，其中所述第二聚合物選自聚苯乙烯、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯，多元醇、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚硫醇，聚乙烯醋酸乙烯酯、低密度聚乙烯泡沫膠、丁腈橡膠泡沫膠、聚氯丁二烯泡沫膠、聚酰亞胺泡沫膠、聚丙烯泡沫膠、聚苯乙烯泡沫膠、聚氨酯泡沫膠、聚脲泡沫膠、聚乙烯泡沫膠、聚氯乙烯泡沫膠、聚異氰脲酸酯泡沫膠、硅酮泡沫膠、微孔泡沫膠或其組合。

5.如權利要求4中所述的固體復合材料，其中所述第二聚合物在所述固體復合材料中的濃度從30％w/w變化至70％w/w。

6.如權利要求4或5中所述的固體復合材料，其中所述第二聚合物為再循環(huán)的材料。

7.如權利要求1中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑選自鉛鈣鈦礦晶體、無鉛鈣鈦礦晶體、無鉛雙鈣鈦礦晶體、或其組合。

8.如權利要求7中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑的特征在于高戈德施密特(goldschmidt)容差因子。

9.如權利要求7-8任一項中所述的固體復合材料，其中晶體的直徑在5至500nm的范圍之間。

10.如權利要求7中所述的固體復合材料，其中無鉛鈣鈦礦晶體選自鹵化錫鈣鈦礦(ch3nh3)sni3、鹵化鉍鈣鈦礦(ch3nh3)3bi2i9、鹵化銻鈣鈦礦(ch3nh3)3sb2i9、銀鉍碘化物agbii4、或其組合。

11.如權利要求7中所述的固體復合材料，其中無鉛雙鈣鈦礦晶體選自cs3bi2br9、cs2agincl6、cs2agbibr6、cs2agbii6、cs2agsbbr6、cs2agsbi6、或其組合。

12.如權利要求7中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑為cs2aginbicl6、cs3bi2cl6、或其組合。

13.如權利要求8、10、11或12中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑在所述固體復合材料中的濃度從0.01％w/w變化至40％w/w。

14.如權利要求8、10、11或12中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑在所述固體復合材料中的濃度從0.01％w/w變化至25％w/w。

15.如權利要求8、10、11或12中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑在所述固體復合材料中的濃度從0.05％w/w變化至40％w/w。

16.如權利要求8、10、11或12中所述的固體復合材料，其中所述第一添加劑在所述固體復合材料中的濃度從0.05％w/w變化至25％w/w。

17.如權利要求1中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑選自碳納米管、碳量子點、石墨烯、二氧化硅納米顆粒、包括銀、金、銅或其組合的金屬納米顆粒、包括蒙脫石、埃洛石或其組合的粘土納米顆粒、包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁或其組合的金屬氧化物納米顆粒、纖維素納米纖維或其組合。

18.如權利要求17中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑進一步選自纖維素、殼聚糖、海藻酸鹽、淀粉、右旋糖酐、或其組合。

19.如權利要求18中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑是可生物降解的。

20.如權利要求18中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑的平均尺寸在5至500nm范圍內(nèi)。

21.如權利要求18中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑的平均尺寸小于10nm。

22.如權利要求19-21任一項中所述的固體復合材料，其中所述第二添加劑在所述固體復合材料中的濃度為從0.02wt％至1wt％。

23.如權利要求1中所述的固體復合材料，其中所述固體復合材料進一步包括：

24.如權利要求23中所述的固體復合材料，其中所述發(fā)泡劑在所述固體復合材料中的濃度為1％w/w至15％w/w。

25.如權利要求24中所述的固體復合材料，其中所述第三添加劑在所述固體復合材料中的濃度為1％w/w至30％w/w。

26.如權利要求25中所述的固體復合材料，其中所述表面活性劑選自十六烷基三甲基溴化銨(ctab)、十二烷基硫酸鈉(sds)、油酸、二甲基二十八烷基溴化銨(ddab)、聚乙二醇和它們相應的嵌段共聚物。

27.如權利要求25中所述的固體復合材料，其中所述穩(wěn)定劑選自油酸、油胺、吐溫20、十六烷基三甲基溴化銨(ctab)、或其組合。

28.如權利要求25中所述的固體復合材料，其中所述增塑劑選自甘油、乙酸乙酯、山梨醇、乙二醇、木糖醇和二甘醇、或其組合。

29.如權利要求25中所述的固體復合材料，其中所述交聯(lián)劑選自包括甲苯二異氰酸酯的異氰酸酯、對苯二甲胺、明膠、膠原蛋白、瓊脂糖、瓊脂、或其組合。

30.一種制備如權利要求1-29任一項中所述的固體復合材料的方法。