一种增韧改性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增韧改性复合材料及其制备方法，包括以下重量份原材料制备得到：10‑20份的纳米玻璃纤维、5‑10份的改性剂、5‑10份的聚丙烯、10‑15份的聚苯乙烯、40‑50份的聚甲基丙烯酸甲酯、1‑3份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂；本发明专利技术将经过针对性改性处理的纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯进行复合，并使纳米玻璃纤维均匀分散在聚甲基丙烯酸甲酯体系中，得到的复合材料拉伸强度性能优异，有利于聚甲基丙烯酸甲酯在更多领域中的应用。

A toughened modified composite and its preparation method

The invention discloses a toughened modified composite material and a preparation method, including the preparation of the following weight raw materials: 10 nanometer glass fibers, 5 additives, 10 parts, 10 portions of polypropylene, 10 polystyrene, 40 50 copies of polymethyl methacrylate, 1 conjugate, 3 copies of 1 The nano glass fiber is combined with polymethyl methacrylate, and the nano glass fiber is evenly distributed in the polymethyl methacrylate system. The tensile strength of the composite is excellent, which is beneficial to the polymethyl methacrylate in more fields. Use.

【技术实现步骤摘要】
一种增韧改性复合材料及其制备方法
本专利技术涉及改性材料领域，具体涉及一种增韧改性复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚甲基丙烯酸甲酯是以甲基丙烯酸甲酯为单体聚合而成的聚合物，是一种热塑性塑料。由于具有耐老化性好、透光性好、绝缘性好、机械强度高、耐候性好、阻燃性好等优异的综合性能，所以长期在电子、电器、机械、汽车、医疗器具、食品加工等领域得到广泛的应用。随着人们对材料拉伸性能要求的不断提高，未经拉伸增强改性的聚甲基丙烯酸甲酯已难以满足需求，因而，对聚甲基丙烯酸甲酯进行拉伸增强改性成为必要。现今对聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸增强改性处理方法种类繁多，改性效果也很好，尤其是随着纳米材料的出现和应用，聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度增加效果显著，使聚甲基丙烯酸甲酯能在更多领域大量使用，但也存在不足。纳米材料虽然具有拉伸强度增强效果好，添加量小的优点，但也存在分散困难，成本高等缺陷。在进行拉伸强度改性过程中，纳米材料分散不均会影响其拉伸增强效果，得到的改性材料拉伸强度偏低，对改性材料的生产和应用造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有聚甲基丙烯酸甲酯材料拉伸强度较差的缺陷，提供一种增韧改性复合材料及其制备方法；本专利技术将经过针对性改性处理的纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯进行复合，并使纳米玻璃纤维均匀分散在聚甲基丙烯酸甲酯体系中，得到的复合材料拉伸强度性能优异，有利于聚甲基丙烯酸甲酯在更多领域中的应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种增韧改性复合材料，包括以下重量份原材料制备得到：10-20份的纳米玻璃纤维、5-10份的改性剂、5-10份的聚丙烯、10-15份的聚苯乙烯、40-50份的聚甲基丙烯酸甲酯、1-3份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂。上述一种增韧改性复合材料，根据纳米玻璃纤维和交联能增加树脂材料拉伸强度的基本原理，不仅通过针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，来提高纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯之间的相容性，并使纳米玻璃纤维在聚甲基丙烯酸甲酯中分散更均匀，使纳米玻璃纤维对聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度增强作用更好，还通过控制聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度来使改性后的复合材料在拉伸强度与加工性之间达到最佳平衡关系，从而使得到的复合材料在具有优异的拉伸强度的条件下，也具有优异的加工性，使其可以在更多领域中得到应用。上述一种增韧改性复合材料，其中，所述的纳米玻璃纤维直径为1-10nm，长径比为2-10︰1；纳米玻璃纤维长径比越大，分散性越差，纳米玻璃纤维长径比越小，对聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度增强作用越差；优选的，所述的纳米玻璃纤维直径为3-5nm，长径比为3-6︰1。上述一种增韧改性复合材料，其中，所述的改性剂为丙三醇三甘油酸酯与乙酰柠檬酸三丁酯组成的混合物；所述的改性剂既能改善纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯的相容性，又能在纳米玻璃纤维表面形成极性基团，利于分散；优选的，所述的改性剂中丙三醇三甘油酸酯与乙酰柠檬酸三丁酯的物质的量之比为1︰1。上述一种增韧改性复合材料，其中，聚苯乙烯的聚合度越大，则交联后复合材料的拉伸强度越差，加工性越好，聚苯乙烯的聚合物越小，则交联后复合材料的拉伸强度越好，加工性越差，因此，选择合理的聚苯乙烯聚合度，是平衡拉伸强度性和加工性的重要手段。所述的聚苯乙烯的聚合度为220-340；优选的，所述的聚苯乙烯的聚合度为260-300；最优的，所述的聚苯乙烯的聚合度为280；通过优选，得到的复合材料既具有优异的拉伸强度，也具有较好的加工性，适合在更多领域中的应用。其中，所述的聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1000-1600；优选的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1200-1400；最优选的，所述的聚甲基丙烯酸甲酯的聚合度为1300；通过优选，得到的复合材料既具有优异的拉伸强度，也具有较好的加工性。上述一种增韧改性复合材料，其中，所述的偶联剂为羧基硅烷；羧基硅烷能增加纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯以及改性剂之间的相容性，提高复合材料的性能。其中，所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯，该交联剂能将两种不同聚合度的聚合物原材料适当交联，提高复合材料的拉伸强度。上述一种增韧改性复合材料，其中，其原材料还包括分散剂、增塑剂、抗静电剂、染色剂、増亮剂中的一种或多种助剂；上述的助剂能提高复合材料的加工性，增加其功能性等作用，从而增加其适用性。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术还提供了一种增韧改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将纳米玻璃纤维用偶联剂进行处理；（2）将经过偶联剂处理的纳米玻璃纤维用改性剂进行包覆处理；（3）将包覆后的纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯混合均匀后在电场中进行复合处理，得到混合料；（4）将混合料与聚苯乙烯、交联剂、聚丙烯、硬脂酸锌混合均匀后在进行复合处理，得到增韧改性复合材料。一种增韧改性复合材料的制备方法，先用偶联剂对纳米玻璃纤维进行偶联处理，增加纳米玻璃纤维与改性剂、聚甲基丙烯酸甲酯的相容性；再用改性剂对纳米玻璃纤维进行改性处理，并在其表面形成极性基团；最后利用外电场使纳米玻璃纤维表面和聚甲基丙烯酸甲酯链中的极性基团极化，带电，通过电荷间的相斥或相吸的原理，使纳米玻璃纤维均匀分散的同时，也能与聚甲基丙烯酸甲酯链上的极性基团键接，从而使纳米玻璃纤维的拉伸强度增强效果得到最大程度的体现，使得到的改性聚甲基丙烯酸甲酯拉伸强度显著提高；该制备方法简单可靠，适合用于增韧改性复合材料的大规模、工业化生产。上述一种增韧改性复合材料的制备方法，其中，优选的，步骤1进行偶联处理过程中可采用超声波辅助；通过超声波的高速震荡，使纳米玻璃纤维分散性更好，且对偶联处理具有促进作用。上述一种增韧改性复合材料的制备方法，其中，步骤3中所述的电场能对基团产生极化作用，使基团带电，从而能促进纳米玻璃纤维的分散和键接作用，提高改性聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度。优选的，所述的电场强度为1.5-3.2kv/m；电场强度过小，极化效果弱，对纳米玻璃纤维的分散效果差；电场强度过大，极化效果太强，分子间作用力太大，分子链产生定向移动，对分子链的排列和键接产生影响，可能降低复合材料的性能；最优选的，所述的电场强度为2.0-2.5kv/m。其中，优选的，所述的电场为电场方向不变的平行电场；电场方向不变的平行电场对极性基团的极化效果最好，基团间作用力稳定，对纳米玻璃纤维的分散和键接的促进作用效果最佳。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术复合材料针对性的筛选改性剂、偶联剂和交联剂的种类，使纳米玻璃纤维与聚甲基丙烯酸甲酯之间的相容性更好，在聚甲基丙烯酸甲酯中的分散性更好，纳米玻璃纤维对聚甲基丙烯酸甲酯的拉伸强度增强作用更好。2、本专利技术复合材料通过控制聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯的聚合度来使改性后的复合材料在拉伸强度与加工性之间达到最佳平衡关系，使得到的复合材料在具有优异的拉伸强度的条件下，也具有优异的加工性。3、本专利技术复合材料的制备方法，利用外电场的极化作用，能促进纳米玻璃纤维在聚甲基丙烯酸甲酯体系中的分散和键接，纳米玻璃纤维的拉伸强度增强效果更好，得到的复合材料的拉伸强度更高。4、本专利技术复合材料的制备方法简单、可靠，适合增韧改性复合材料的大规模、工业化生产。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增韧改性复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：10‑20份的纳米玻璃纤维、5‑10份的改性剂、5‑10份的聚丙烯、10‑15份的聚苯乙烯、40‑50份的聚甲基丙烯酸甲酯、1‑3份的偶联剂、0.3‑0.5份的交联剂；所述改性剂为丙三醇三甘油酸酯与乙酰柠檬酸三丁酯组成的混合物；所述偶联剂为羧基硅烷，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述聚苯乙烯的聚合度为220‑340；所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1000‑1600。

【技术特征摘要】
1.一种增韧改性复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备得到：10-20份的纳米玻璃纤维、5-10份的改性剂、5-10份的聚丙烯、10-15份的聚苯乙烯、40-50份的聚甲基丙烯酸甲酯、1-3份的偶联剂、0.3-0.5份的交联剂；所述改性剂为丙三醇三甘油酸酯与乙酰柠檬酸三丁酯组成的混合物；所述偶联剂为羧基硅烷，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述聚苯乙烯的聚合度为220-340；所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合度为1000-1600。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述改性剂中丙三醇三甘油酸酯与乙酰柠檬酸三丁酯的物质的量之比为1︰1。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯的聚合度为260-300。4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述聚苯乙烯的聚合度为280。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒春柳，
申请(专利权)人：四川力智久创知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51