一种防锈复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防锈复合材料及其制备方法，制备防锈复合材料的原料为：锌镁铝合金40～60份，复合纤维100～140份，增塑剂2～6份，抗氧化剂4～10份；所述锌镁铝合金的成分及含量为：锌1.0％～2.5％、镁2.0％～4.5％，其余为铝；所述复合纤维为碳纤维、氧化铝纤维中的一种或两种的组合。本发明专利技术克服现有的不足而提供一种防锈复合材料，针对性改善目前复合材料功能简单，制作工艺复杂，耗材耗时多，人力成本大，制作成本高的问题，本发明专利技术防锈复合材料具有防锈的特殊效果，可以同时解决金属合金材料防锈防腐蚀和普通复合材料强度和抗冲击能力差的问题，同时提高防锈复合材料性能，韧性十足，耐磨耐腐蚀，抗冲剂能力强，其制备工艺简单合理，可以广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种防锈复合材料及其制备方法
本专利技术涉及复合材料领域，具体涉及一种防锈复合材料及其制备方法。
技术介绍
随着现代生活的进步与科技的快速发展，大量生产活动当中，金属的锈蚀问题深受广大研究人员和经营使用者的关注。据不完全统计，全世界每年因生锈而报废的钢铁高达几千万吨，因此造成了严重的经济损失和能源浪费。目前，育有技术的局限性和金属制品的特殊性，几乎所有的钢铁制品长时间的封存防锈多采用防锈油来保护处理，但由于后续工序需进行除油处理，而且油质不易分解，导致后续工作工艺复杂，操作起来相当困难，造成除油障碍；另外，除油过程中，大部分使用有机溶剂，尽管有一定的废液回收和质量控制，还是存在废液排放带来的环境污染问题，严重影响人们的生活，而且一定程度的限制了工业化生产。随着石油资源的日益紧张和环保保护意识的不断增强，科研方向逐渐转变，环保无污染，并且可以持续防锈的复合材料的研究受到国内外的广泛关注。复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。其主要通过各种材料在性能上的差异，互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的功效和功能要求。由于复合材料的优异性，越来越多的研究致力于其深入研究与专利技术。利用金属粉末作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术不算少见，粉末冶金技术已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。目前以铁粉作为主要成分的粉末冶金材料应用的最多，应用范围也最广，然而，现有的粉末冶金配方及工艺仍然具有局限性，工艺步骤较为繁多导致了能源的浪费和生产效率的低下，产品也存在着拉伸强度和硬度较低的问题，同时随着工业的不断发展，对于这一类型材料的性能要求也越来越高，不仅需要物理性能优异的粉末冶金材料，同时也需要进一步提高材料的化学性能，其中重要一方面就是材料的耐腐蚀防锈性能。专利CN201410571085.9公开了一种铁基防锈粉末冶金材料及其制备方法，粉末冶金材料包括以下组分：铁粉，铜粉，丙烯酸乙酯，聚碳酸酯，二氧化锰，水泥粉，硬脂酸锌，碳酸二甲酯，镍粉和碳粉。制备方法为将各组分于混合搅拌机中搅拌均匀，然后将其浸于水、甘油、聚甘油脂肪酸酯组成的混合液中，加热搅拌均匀，使用热氮气吹干，然后于模具中压制得到压坯，将压坯送入烧结炉中进行烧结，在一定真空度条件下分阶段加热保温，得到初模，最后将初模降温至100-150℃，使用乙醇溶液蒸汽进行熏蒸40-60分钟，然后降至室温。此专利技术中所得冶金材料虽然具备良好的拉伸强度和硬度，但是由于原料选取问题，制备的冶金材料其防锈能力并没有取得显著性进步，因此，急需要一种具备超强金属性能并且同时可以极好的防锈的复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的不足而提供一种防锈复合材料，针对性改善目前复合材料功能简单，制作工艺复杂，耗材耗时多，人力成本大，制作成本高的问题，本专利技术防锈复合材料具有防锈的特殊效果，可以同时解决金属合金材料防锈防腐蚀和普通复合材料强度和抗冲击能力差的问题，同时提高防锈复合材料性能，韧性十足，耐磨耐腐蚀，抗冲剂能力强，其制备工艺简单合理，可以广泛应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种防锈复合材料，由以下重量份的原料组成：锌镁铝合金40～60份，复合纤维100～140份，增塑剂2～6份，抗氧化剂4～10份；所述锌镁铝合金的成分及含量为：锌1.0％～2.5％、镁2.0％～4.5％，其余为铝；所述复合纤维为碳纤维、氧化铝纤维、硼纤维中的一种或两种以上的组合。进一步的，由以下重量份的原料组成：锌镁铝合金45～55份，复合纤维120～130份，增塑剂3～5份，抗氧化剂5～8份。更进一步的，由以下重量份的原料组成：锌镁铝合金50份，复合纤维126份，增塑剂4份，抗氧化剂7份。进一步的上述添加成分的主要作用为：本专利技术中采用锌镁铝合金材料和复合纤维共同作用，其中合金材料具有强度大耐磨，抗冲击能力强的优点，但是韧性不够好，同时防锈能力差，本专利技术中添加复合纤维和增塑剂以及抗氧化剂，一方面增强合金材料的防锈能力和抗氧能力，同时促进合金材料和复合纤维有效结合，增强两者之间的结合力，从而制备的复合材料性能更好，特点更突出。本专利技术的制备方法步骤如下：步骤S01，锌镁铝合金的制备：按重量百分比称取锌、镁、铝单质进行抽真空熔融，冷却制得锌镁铝合金，并粉碎得到合金材料粉末，备用；步骤S02，将所述重量份的复合纤维分别粉碎后混合，备用；步骤S03，将步骤S01中所得合金材料粉末与步骤S02的复合纤维粉末干燥后进行真空混炼，混炼后保温至180～200℃加入增塑剂和抗氧化剂，继续混炼1～2h，冷却造粒，得到防锈复合材料。进一步的，步骤S01中，所述抽真空熔融时以50～80℃/min的速率升温至650～680℃,保温20～30分钟；冷却时在惰性气体保护下以80～85℃的速率冷却至200～220℃。更进一步的，步骤S01中，所述合金材料粉末的粒径为6～8mm。进一步的，步骤S02中，具体操作为：S001：将复合纤维分别干燥除杂，水分含量低于0.1％，加入纤维粉碎机中；S002：纤维粉碎机以800～1500r/min的转速，定时粉碎20～25S，得到复合纤维颗粒；S003：将步骤S003中所得复合纤维过筛除去粒径过大的纤维颗粒，得到10～20nm的纤维颗粒，然后将其混合均匀，备用。进一步的，步骤S03中，所述真空混炼先加入合金材料粉末以80～95℃/min的速率升温至550～650℃，保持10～15min，加入复合纤维粉末混炼10～15s保温至180～200℃。更进一步的，步骤S03中，所述加入增塑剂和抗氧化剂后，搅拌15～20min，并保温20min。更进一步的，步骤S03中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、苯甲酸乙酯中的一种或两种；所述抗氧化剂为对羟基苯甲酸乙酯，纳米氧化钛本专利技术的优点是：1.本专利技术采用的锌镁铝合金为基体材料，配合以复合纤维材料和助剂材料，制备的复合材料具有高防锈能力，高结构强度、良好的抗冲击性能、延展性、耐腐蚀、抗辐射的优点。2.本专利技术采用的复合纤维与锌镁铝合金材料融合作用，具有强度大、韧性高、舒适性强、亲水性好、易于维护、可塑性强、加工操作简单、生物环境相容性优良并环保无污染的优点。3.本专利技术结合现代先进工艺，制备方法简单、加工成本低、效果显著，所制备的防锈复合材料质量好、功能多，能持久防锈，方便使用具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、相关配料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。实施例1(1)一种防锈复合材料原料以及配料组成：(单位：g)锌镁铝合金400g，复合纤维1000g，增塑剂20g，抗氧化剂40g。上述锌镁铝合金的成分及含量为：锌1.0％～2.5％、镁2.0％～4.5％，其余为铝；所述复合纤维为碳纤维、氧化铝纤维、硼纤维中的一种或两种以上的组合。通过如下方法制备：步骤S01，锌镁铝合金的制备：按重量百分比称取锌、镁、铝单质抽真空熔融时以50℃/min的速率升温至650本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防锈复合材料，其特征在于，所述制备防锈复合材料的原料及其重量份为：锌镁铝合金40～60份，复合纤维100～140份，增塑剂2～6份，抗氧化剂4～10份；所述锌镁铝合金的成分及含量为：锌1.0％～2.5％、镁2.0％～4.5％，其余为铝；所述复合纤维为碳纤维、氧化铝纤维中的一种或两种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种防锈复合材料，其特征在于，所述制备防锈复合材料的原料及其重量份为：锌镁铝合金40～60份，复合纤维100～140份，增塑剂2～6份，抗氧化剂4～10份；所述锌镁铝合金的成分及含量为：锌1.0％～2.5％、镁2.0％～4.5％，其余为铝；所述复合纤维为碳纤维、氧化铝纤维中的一种或两种的组合。2.根据权利要求1所述的防锈复合材料，其特征在于，所述制备防锈复合材料的原料及其重量份为：锌镁铝合金45～55份，复合纤维120～130份，增塑剂3～5份，抗氧化剂5～8份。3.根据权利要求1所述的防锈复合材料，其特征在于，所述制备防锈复合材料的原料及其重量份为：锌镁铝合金50份，复合纤维126份，增塑剂4份，抗氧化剂7份。4.一种如权利要求1～3中任一项所述的防锈复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01，锌镁铝合金的制备：按重量百分比称取锌、镁、铝单质进行抽真空熔融，冷却制得锌镁铝合金，并粉碎得到合金材料粉末，备用；步骤S02，将所述重量份的复合纤维分别粉碎后混合，备用；步骤S03，将步骤S01中所得合金材料粉末与步骤S02的复合纤维粉末干燥后进行真空混炼，混炼后保温至180～200℃加入增塑剂和抗氧化剂，继续混炼1～2h，冷却造粒，得到防锈复合材料。5.根据权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，步骤S01中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海燕，
申请(专利权)人：德施普科技发展温州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33