一種高強(qiáng)度復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料是兼有兩種或兩種以上材料的特點，能改善單一材料的性能，如提高強(qiáng)度、改善介電性能和增加韌性等，具有不同材料相互取長補(bǔ)短的良好綜合性能，主要用于建筑、管道、日常用品制造等行業(yè)。在實際應(yīng)用中，許多復(fù)合材料的使用環(huán)境較為惡劣，材料在使用時所處的環(huán)境不僅在空間上不同，而且還會隨時間的變化遭受各種介質(zhì)的侵蝕，例如水、空氣中的酸、堿或者各種離子介質(zhì)的腐蝕，這就需要復(fù)合材料具備高強(qiáng)度、高防腐、高耐溫、高耐磨等性能。現(xiàn)有復(fù)合材料不能長時期保持復(fù)合材料優(yōu)良的性能，長期使用時，其功能和性能均會出現(xiàn)不同程度的降低，影響使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高強(qiáng)度復(fù)合材料以及制備方法，所得復(fù)合材料可長期保持高強(qiáng)度、高防腐、高耐溫、高耐磨的優(yōu)良特性，增加復(fù)合材料的使用范圍。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為:一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其組成原料成分包括:納米級陶瓷粉、尼龍、納米填料、耐磨填料、氧化鋅、蒙脫土、丁苯橡膠、防老劑、乙二胺、促進(jìn)劑，其重量份比分別為:納米級陶瓷粉20?30份、尼龍10?20份、納米填料10?15份、耐磨填料2?5份、氧化鋅20?25份、蒙脫土 8?15份、丁苯橡膠40?60份、防老劑2?3份、乙二胺0.5?I份、促進(jìn)劑I?2份。
[0005]所述納米填料為硅氧烷類改性的納米二氧化硅或納米氧化鋅。
[0006]所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 μ m。
[0007]所述防老劑為防老劑4020和/或防老劑3100。
[0008]所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ和/或促進(jìn)劑DM。
[0009]所述一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0010]a.按重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分；
[0011]b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉15?20min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上；
[0012]C.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度45?60°C，輥距為7?9mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具備的有益效果為:采用本發(fā)明所提出的制備方法制備的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高防腐、高耐溫、高耐磨等優(yōu)良特性，利用陶瓷的高硬度、耐磨性能，以及橡膠的防腐性能、耐沖擊能力，同時在阻燃、抗靜電等方面也有很好的性能，而且使用壽命長，成本低；本發(fā)明采用化學(xué)交聯(lián)的方法使復(fù)合材料原料橡膠分子之間產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，形成橡膠大分子之間的立體互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，賦予橡膠不溶不熔、耐熱/寒、耐化學(xué)腐蝕、抗老化以及增強(qiáng)該復(fù)合材料的力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、抗沖擊性和模量等，使得本發(fā)明的復(fù)合材料具備優(yōu)良的綜合性能。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實施了對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0015]實施例1:一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其組成原料及其重量份比為:納米級陶瓷粉20份、尼龍10份、納米填料10份、耐磨填料2份、氧化鋅20份、蒙脫土 8份、丁苯橡膠40份、防老劑2份、乙二胺0.5份、促進(jìn)劑I份。
[0016]本實施例中，所述納米填料為硅氧烷類改性的納米二氧化硅；所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 μπι;所述防老劑為防老劑4020和防老劑3100以任意比例組成的混合物，混合物重量份比為2份；所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ和促進(jìn)劑DM以任意比例組成的混合物，混合物重量份比為I份。
[0017]所述一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0018]a.按上述重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分；
[0019]b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉15min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上；
[0020]c.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度45 °C，輥距為7mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C的范圍內(nèi)時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
[0021]實施例2:—種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其組成原料及其重量份比為:納米級陶瓷粉30份、尼龍20份、納米填料15份、耐磨填料5份、氧化鋅25份、蒙脫土 15份、丁苯橡膠60份、防老劑3份、乙二胺I份、促進(jìn)劑2份。
[0022]本實施例中，所述納米填料為娃氧燒類改性的納米氧化鋅；所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 ym ;所述防老劑為防老劑4020 ;所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ。
[0023]所述一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0024]a.按重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分；
[0025]b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉20min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上；
[0026]c.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度60 0C，輥距為9mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C的范圍內(nèi)時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
[0027]實施例3:—種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其組成原料及其重量份比為:納米級陶瓷粉25份、尼龍15份、納米填料12份、耐磨填料3份、氧化鋅22份、蒙脫土 10份、丁苯橡膠50份、防老劑2份、乙二胺I份、促進(jìn)劑I份。
[0028]本實施例中，所述納米填料為娃氧燒類改性的納米氧化鋅；所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 ym ;所述防老劑為防老劑3100 ;所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ。
[0029]所述一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0030]a.按重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分；
[0031]b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉18min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上；
[0032]c.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度50 °C，輥距為8mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C的范圍內(nèi)時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
[0033]實施例4:一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其組成原料及其重量份比為:納米級陶瓷粉22份、尼龍19份、納米填料11份、耐磨填料3份、氧化鋅24份、蒙脫土 13份、丁苯橡膠45份、防老劑2份、乙二胺0.5份、促進(jìn)劑2份。
[0034]本實施例中，所述納米填料為硅氧烷類改性的納米二氧化硅；所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 μ m ;所述防老劑為防老劑4020 ;所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ和促進(jìn)劑DM的混合物。
[0035]所述一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟:
[0036]a.按重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分；
[0037]b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉20min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上；
[0038]c.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度45 0C，輥距為9mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C的范圍內(nèi)時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
【主權(quán)項】
1.一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，包括以下原料成分:納米級陶瓷粉、尼龍、納米填料、耐磨填料、氧化鋅、蒙脫土、丁苯橡膠、防老劑、乙二胺、促進(jìn)劑，所述原料成分的重量份比分別為:納米級陶瓷粉20?30份、尼龍10?20份、納米填料10?15份、耐磨填料2?5份、氧化鋅20?25份、蒙脫土 8?15份、丁苯橡膠40?60份、防老劑2?3份、乙二胺0.5?I份、促進(jìn)劑I?2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于:原料成分及其重量份比分別為:納米級陶瓷粉25份、尼龍15份、納米填料12份、耐磨填料3份、氧化鋅22份、蒙脫土 10份、丁苯橡膠50份、防老劑2份、乙二胺I份、促進(jìn)劑I份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于:所述納米填料為硅氧烷類改性的納米二氧化硅或納米氧化鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于:所述耐磨填料為二硫化鉬，其平均粒徑為1.2 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于:所述防老劑為防老劑4020和/或防老劑3100。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于:所述促進(jìn)劑為促進(jìn)劑CZ和/或促進(jìn)劑DM。
7.權(quán)利要求1或2所述的一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: a.按重量份比稱取并準(zhǔn)備各種所述原料成分； b.將丁苯橡膠置于密閉式煉膠機(jī)中以30r/min轉(zhuǎn)速進(jìn)行生膠塑煉，塑煉時間5min;然后依次加入防老劑、納米填料、耐磨填料、納米級陶瓷粉、蒙脫土、尼龍、乙二胺，混煉15?20min，得到混合膠料，并將混合膠料排出至開放式煉膠機(jī)上； c.設(shè)置開放式煉膠機(jī)輥筒溫度45?60°C，輥距為7?9mm，使混合膠料在開放式煉膠機(jī)上快速冷卻，當(dāng)膠料冷卻至60?90°C時，加入促進(jìn)劑和氧化鋅，充分混合均勻，然后出片或切割成顆粒，即得本發(fā)明的復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度復(fù)合材料，其特征在于，原料成分及其重量份比分別為：納米級陶瓷粉20～30份、尼龍10～20份、納米填料10～15份、耐磨填料2～5份、氧化鋅20～25份、蒙脫土8～15份、丁苯橡膠40～60份、防老劑2～3份、乙二胺0.5～1份、促進(jìn)劑1～2份，將所述原料成分在一定條件下混煉加工得到本發(fā)明的復(fù)合材料。所得復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高防腐、高耐溫、高耐磨等優(yōu)良特性，而且使用壽命長，成本低。
【IPC分類】C08K13-06, C08J3-24, C08K3-22, C08K3-30, C08K9-06, C08L77-00, C08K3-34, C08K3-36, C08L9-06, C08K5-17
【公開號】CN104817741
【申請?zhí)枴緾N201510271447
【發(fā)明人】費金華
【申請人】吳江華誠復(fù)合材料科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月25日