一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备和应用，针对现有橡胶制备过程存在的一些问题存在的缺陷，由硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠首先制备成超细钛锌复合纳米粉体，再与环氧树脂以及乙酸一起通过复合而成一种兼具纳米优异特性和力学改性能力的复合纳米高分子材料，不仅无毒无害、耐候性好，具有较好的稳定性，应用到橡塑制品中去得到的成品具有较好的阻燃性能、耐磨性能、抗拉伸性能和强度，且长时间处于高温环境仍能够保持良好的机械性能、不易变质受损，使用寿命长，具有很强的实用价值。

Preparation and application of composite nano polymer material for improving mechanical properties of rubber and plastic products

The invention discloses a method for preparation and application of nano composite polymer materials to improve the mechanical properties of the rubber products, aiming at the defects of the existing rubber preparation of some problems existing in the process of existence, from the solution of zinc sulfate, titanium sulfate and sodium carbonate was prepared into ultrafine titanium zinc composite nano powder, and epoxy resin and acetic acid together through a compounded with nano excellent properties and mechanical ability of the modified nano composite polymer materials, not only non-toxic, good weatherability, good stability, applied to rubber products to get the finished product has good flame retardant performance, wear resistance, tensile properties and strength, and long time is in the high temperature environment can still maintain good mechanical properties, non perishable damage, long service life, has a strong practical value.

【技术实现步骤摘要】
一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备与应用
本专利技术涉及一种橡胶助剂，尤其是涉及一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备与应用。
技术介绍
在汽车行业中，汽车橡塑配件种类繁多，如雨刷、密封配件、减震空气弹簧圈、齿形切割带等，不同的产品和配件的使用地点对橡塑配件的力学性能要求不同，并且由于汽车为更新周期长的长期损耗性产品，且在使用过程中很多地方都处于高温运行状态，这就对配件要求很高，从强度、阻燃性能、抗低温、抗拉伸、抗高温、抗磨等性能上来说都有一定的要求，这也就对应用于橡塑配件中的力学性能改性剂有进一步的高标准要求。一种专门用于改善汽车橡塑配件制品的力学性能改性剂的开发值得研究。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本专利技术提出了一种有效改善橡塑制品的阻燃性能、抗高低温性能、耐磨性能、抗拉伸性能和强度的用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料。技术方案：为达以上目的，本专利技术采取以下技术方案：一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应60-90min，合成的沉淀经过滤洗涤后在100-120℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后600-700℃高温煅烧1-2h后，置于压力反应釜中，通入高速气流，调节压力为12-23个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量2-3倍的溶剂氯仿，维持120-130℃的真空状态下反应10-30min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。更为优选的，步骤(1)中等离子反应釜的反应温度为80-130℃。更进一步的，步骤(1)中等离子反应釜的反应温度为115℃。更为优选的，步骤(1)中高速气流为氮气与氩气的混合气体。更进一步的，步骤(1)中高速气流为氮气与氩气质量比为1:1的混合气体。本专利技术还公开了上述一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的应用，具体的用于橡塑制品的制备过程中时添加量为主材料的6％-12％。有益效果：本专利技术提供的一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备和应用，针对现有橡胶制备过程存在的一些问题存在的缺陷，由硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠首先制备成超细钛锌复合纳米粉体，再与环氧树脂以及乙酸一起通过复合而成一种兼具纳米优异特性和力学改性能力的复合纳米高分子材料，不仅无毒无害、耐候性好，具有较好的稳定性，应用到橡塑制品中去得到的成品具有较好的阻燃性能、耐磨性能、抗拉伸性能和强度，且长时间处于高温环境仍能够保持良好的机械性能、不易变质受损，使用寿命长，具有很强的实用价值。具体实施方式实施例1：一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应60min，反应温度为80℃，合成的沉淀经过滤洗涤后在100℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后600℃高温煅烧1h后，置于压力反应釜中，通入质量比为1:1的氮气与氩气的混合气体的高速气流，调节压力为12个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量2倍的溶剂氯仿，维持120℃的真空状态下反应10min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。上述一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的应用，具体的用于橡塑制品的制备过程中时添加量为主材料的6％。实施例2：一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应90min，反应温度为130℃，合成的沉淀经过滤洗涤后在120℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后700℃高温煅烧2h后，置于压力反应釜中，通入质量比为1:1的氮气与氩气的混合气体的高速气流，调节压力为23个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量3倍的溶剂氯仿，维持130℃的真空状态下反应30min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。上述一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的应用，具体的用于橡塑制品的制备过程中时添加量为主材料的12％。实施例3：一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应75min，反应温度为115℃，合成的沉淀经过滤洗涤后在110℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后650℃高温煅烧1.5h后，置于压力反应釜中，通入质量比为1:1的氮气与氩气的混合气体的高速气流，调节压力为18个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量2.5倍的溶剂氯仿，维持125℃的真空状态下反应20min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。上述一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的应用，具体的用于橡塑制品的制备过程中时添加量为主材料的9％。将上述实施例1-3制备的复合纳米高分子材料应用到橡塑制品中去，取其成品对其耐热氧老化性能进行测定，剪切强度的测定结果具体如下表所示：实施例实施例1实施例2实施例3250℃/1h(MPa)45.345.443.8300℃/1h(MPa)84.383.784.1如上表中数据显示，本专利技术制备的复合纳米高分子材料应用到橡塑制品制备中制备而成的橡塑制品在250℃/1h以及300℃/1h的剪切强度测试下都达到了较高的水平，优于常规橡塑制品。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，其特征在于包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应60‑90min，合成的沉淀经过滤洗涤后在100‑120℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后600‑700℃高温煅烧1‑2h后，置于压力反应釜中，通入高速气流，调节压力为12‑23个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量2‑3倍的溶剂氯仿，维持120‑130℃的真空状态下反应10‑30min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于橡塑制品力学性能改进的复合纳米高分子材料的制备，其特征在于包括如下步骤：(1)超细钛锌复合纳米粉体的制备：以硫酸锌溶液、硫酸氧钛溶液以及碳酸钠为原料，共同置于等离子反应釜中反应60-90min，合成的沉淀经过滤洗涤后在100-120℃下真空干燥，得到的复合粉体取出之后600-700℃高温煅烧1-2h后，置于压力反应釜中，通入高速气流，调节压力为12-23个MPa，得到纳米级超细钛锌复合纳米粉体；(2)复合纳米高分子材料的制备：将步骤(1)制得的钛锌复合纳米粉体与环氧树脂、乙酸以2:3:5的质量比混合，加入反应物总量2-3倍的溶剂氯仿，维持120-130℃的真空状态下反应10-30min，最后倒入过量乙醇中使沉淀析出；过滤，真空干燥，得复合纳米高分子材料。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘峥嵘，
申请(专利权)人：句容亿格纳米材料厂，
类型：发明
国别省市：江苏,32