一种氟塑料增强复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氟塑料增强复合材料及其制备方法，本发明专利技术复合材料包括以下重量份原材料制备而成：0.1‑15.0份的玄武岩纤维、85.0‑99.5份的氟塑料、1‑3份的偶联剂、10‑25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液；该复合材料性能优异，有利于氟塑料复合材料在各个领域的推广应用。

Fluorine plastic reinforced composite material and preparation method thereof

The invention discloses a fluoroplastic reinforced composite material and a preparation method thereof. The composite material of the invention comprises the following parts by weight of raw materials prepared by the 0.1 15 basalt fiber, 85 fluorine plastic, 99.5 copies of the 1 coupling agent, 3 copies of the 10 25 activator; basalt the fiber contains barium phosphate; activating agent mixed solution of hydrofluoric acid, sodium aluminum fluoride and four Butyl Ammonium fluoride and the properties of the composite material is excellent; it promotes the use of fluorine plastic composite materials in various fields.

【技术实现步骤摘要】
一种氟塑料增强复合材料及其制备方法
本专利技术涉及氟塑料复合材料领域，具体涉及一种氟塑料增强复合材料及其制备方法。
技术介绍
氟塑料是部分或全部氢被氟取代的链烷烃聚合物，有聚四氟乙烯，聚全氟乙丙烯，可溶性聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，聚偏氯乙烯，聚氟乙烯等，氟塑料具有优异的综合性能，但氟塑料同样需要进行增强复合改性处理，扩大其使用范围。现今对氟塑料材料的纤维增强改性主要采用玻璃纤维材料和碳纤维材料进行改性处理，改性效果显著，但玻璃纤维和碳纤维生产成本高、环境污染大，严重限制了改性氟塑料材料的应用。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过纺丝工艺制备而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，而且，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。因此，采用无毒、无污染、来源广泛、性能优异、稳定好的玄武岩纤维材料来替代玻璃纤维和碳纤维对氟塑料材料进行增强，从而得到的氟塑料增强复合材料是氟塑料增强复合材料发展的新方向。但由于玄武岩纤维为无机材料，而氟塑料为高分子有机材料，两者相容性极差，且玄武岩纤维自身结构和性能稳定，纤维表面光滑、表面活性位点少，造成玄武岩纤维在改性过程中更难以与氟塑料材料进行化学键合和机械铆合，即玄武岩纤维在氟塑料材料中是独立存在，对氟塑料材料增强效果不佳，氟塑料增强复合材料的性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服氟塑料增强复合材料性能差的缺陷，提供一种氟塑料增强复合材料及其制备方法；本专利技术选择含有磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，在偶联剂和活化剂的作用下与氟塑料进行偶联、键接、复合，从而得到玄武岩纤维与氟塑料材料相容性更好的氟塑料材料复合，玄武岩纤维对氟塑料增强作用更好，使该复合材料性能更优异，有利于氟塑料复合材料在各个领域的推广应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种氟塑料增强复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：0.1-15.0份的玄武岩纤维、85.0-99.5份的氟塑料、1-3份的偶联剂、10-25份的活化剂。上述一种氟塑料增强复合材料，其中所述的包括玄武岩短纤维、玄武岩长纤维、玄武岩纤维棉中的一种。其中，所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；磷酸钡中含有磷酸根，磷酸根与有机基团的键接能力强，能降低玄武岩纤维与有机材料的极性，增加与有机材料的相容性；优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.1-2.0%的磷酸钡；最优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。其中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。其中，所述的活化剂为氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液；所述的活化剂中氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的物质的量之比为3︰2︰1；所述的氢氟酸的物质的量浓度为0.1-0.5mol/L。所述的氟塑料包括聚四氟乙烯塑料，聚全氟乙丙烯塑料，聚三氟氯乙烯塑料，聚偏氯乙烯塑料，聚氟乙烯塑料中的一种或多种。其中，所述氟塑料增强复合材料，还包括助剂；所述助剂包括分散剂、抗菌剂、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂、抗紫外线剂中的一种或多种；所述助剂的种类可根据氟塑料增强复合材料在不同应用领域中要求进行针对性调整添加。优选的，所述氟塑料增强复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：5-10.0份的玄武岩纤维90.0-95.0份的氟塑料、2-3份的偶联剂、15-20份的活化剂。一种氟塑料增强复合材料，本专利技术复合材料选用含有与有机基体更容易键接的磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，并在偶联剂和活化剂的作用下，使氟塑料材料与玄武岩纤维之间能形成双键接结构，键接力强，不易产生相分离，从而使玄武岩纤维与氟塑料材料的相容性更好，玄武纤维对氟塑料的增强作用显著增加，所得到的复合材料的性能也显著提高。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种氟塑料增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：将玄武岩纤维用活化剂进行预处理得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维、偶联剂与氟塑料材料进行复合处理，得到氟塑料增强复合材料。上述一种氟塑料增强复合材料的制备方法，其中步骤1中预处理的温度为40-60℃，温度越高，反应速度越快，但控制越困难，温度越低，反应速度越慢，反应效果越差；优选的，预处理温度为45-55℃。上述一种氟塑料增强复合材料的制备方法，其中步骤1中预处理的时间为20-40min，处理时间越长，对玄武岩纤维表面处理效果越好，但过长的处理时间造成处理过渡，玄武岩纤维性能显著下降，不利于对氟塑料的增强改性；优选的，所述的预处理时间为30-35min。上述一种氟塑料增强复合材料的制备方法，其中步骤2中的复合处理是指通过工艺手段将预处理玄武岩纤维与氟塑料材料进行化学键合，使玄武岩纤维与氟塑料材料形成统一的整体的方法。一种氟塑料增强复合材料的制备方法，本专利技术制备方法先利用磷酸钡在一定条件下能与有机基团键接的原理，通过偶联剂和活化剂的预处理，使玄武岩纤维表面活性增加，增加与氟塑料的相容性，再通过复合处理，使玄武岩纤维与氟塑料进行复合增强得到性能更加优异的氟塑料增强复合材料，本专利技术方法简单、方便，适合氟塑料增强复合材料的工业化、规模化生产。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术增强复合材料选用含有与有机基体更容易键接的磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，与氟塑料的相容性好，键接力强，不易发生相分离，玄武纤维对氟塑料的增强作用显著增加，复合材料的性能显著提高。2、本专利技术增强复合材料针对性选择偶联剂和活化剂，使玄武岩纤维与氟塑料形成双键接结构，玄武岩纤维与氟塑料之间的相互结合力更强，复合材料的性能更好。3、本专利技术制备方法，通过对玄武岩纤维的预处理，使玄武岩纤维表面活性增加，与氟塑料的相容性增加，对氟塑料复合材料的增强作用增加。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）预处理：将5重量份的含有0.3%磷酸钡的玄武岩纤维用15重量份的氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液在45℃的温度下进行预处理30min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维、2重量份的硅烷偶联剂与95重量份的聚四氟乙烯塑料材料进行复合处理，得到聚四氟乙烯塑料增强复合材料。实施例2（1）预处理：将10重量份的含有0.8%磷酸钡的玄武岩纤维用20重量份的氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液在55℃的温度下进行预处理35min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维、3重量份的硅烷偶联剂与90重量份的聚四氟乙烯塑料材料进行复合处理，得到聚四氟乙烯塑料增强复合材料。实施例3（1）预处理：将0.1重量份的含有2%磷酸钡的玄武岩纤维用10重量份的氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液在60℃的温度下进行预处理20min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维、2重量份的偶联剂与99.5重量份的聚四氟乙烯塑料材料进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟塑料增强复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：0.1‑15.0份的玄武岩纤维、85.0‑99.5份的氟塑料、1‑3份的偶联剂、10‑25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液。

【技术特征摘要】
1.一种氟塑料增强复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：0.1-15.0份的玄武岩纤维、85.0-99.5份的氟塑料、1-3份的偶联剂、10-25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的混合溶液。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.1-2.0%的磷酸钡。3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的活化剂中氢氟酸、氟铝酸钠和四丁基氟化铵的物质的量之比为3︰2︰1。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述活化剂中氢氟酸的物质的量浓度为0.1-0.5mol/L。6.根据权利要求1所述的复合材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：德阳力久云智知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51