一种纳米粒子复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种纳米粒子复合材料的制备方法，包括称取适量的各组分，然后将称取的各组分干燥；将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于85℃～110℃下，4000～5000r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌30～45分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在220～260℃下经熔融共混后挤出造粒。本发明专利技术通过使用PTT替代普通纳米材料中的塑料，并与无机纳米粒子及其他组分在特定的配比下结合，并通过特殊的工艺，得到的复合材料具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能。

A preparation method of nanoparticle composites

The invention provides a preparation method of nano particles composite material, including a proper amount of components, and then drying the components called, adding the dried inorganic nanoparticles and SiC nano powder into the high speed mixing box, mixing at 85 to 110 C, mixing the speed of 4000 ~ 5000r/min, and adding coupling agent to stir 30~45. In minutes, the inorganic nanoparticles with coupling agent were evenly coated, and then the dried PTT, natural fiber, compatibilizer and antioxidant were added in turn, and the mixed material was obtained after mixing and mixing. Finally, the mixed material was added to the twin screw extruder to squeeze the granulation after melting and blending at 220~260. The invention uses PTT to replace the plastic in the ordinary nanomaterial, and combines with the inorganic nanoparticles and other components in a specific ratio, and through a special process, the composite has excellent mechanical properties, processing property and heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米粒子复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种纳米粒子复合材料的制备方法，属于纳米材料

技术介绍
纳米材料是指材料的尺寸一般为1-100nm，是一种介于原子、分子与宏观物质之间，处于中间状态的固体材料。随着纳米技术的发展，采用纳米技术制备高分子材料的技术已经得到了广泛的应用。纳米粒子不仅可以使聚合物的强度、刚性、韧性等力学性能得到明显改善，而且可以提高塑料的密度、透光性、防水性、阻隔性、耐热性及抗老化性等功能特性。但是目前的采用纳米技术制备的高分子材料，在抗冲击性，稳定性，方面需要进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米粒子复合材料的制备方法，该方法得到的复合材料抗冲击性强，，具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能，并且易于回收利用。除非特别指明，本文中的“PTT”是指“聚对苯二甲酸丙二醇酯”。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种纳米粒子复合材料，包括以下重量份数的各组分：PTT50～60份，天然纤维20～30份，无机纳米粒子5～8份，SiC纳米粉末2～5份，偶联剂0.1～0.5份、增容剂4～8份、抗氧剂0.1～0.5份。进一步地，所述纳米粒子复合材料包括以下重量份数的各组分PTT55份，天然纤维29份，无机纳米粒子6份，SiC纳米粉末4份，偶联剂0.5份、增容剂5份、抗氧剂0.5份。该配比下得到的纳米粒子复合材料，具有更优异的力学性能，复合材料的强度和韧性更高，并且加工性能和耐热性能。进一步地，所述无机纳米粒子选自蒙脱土粒子、碳酸钙粒子、高龄土粒子、滑石粉粒子、钛白粉粒子和炭黑中的至少一种。进一步地，所述无机纳米粒子选自碳酸钙粒子、龄土粒子、滑石粉粒子和炭黑中的至少一种。该种类的无机纳米粒子的加入不但能够提高复合材料的强度和韧性，还可起到润滑剂的作用，使制得的复合材料的流畅性好。进一步地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝钛复合偶联剂中的至少一种。进一步地，所述天然纤维为木粉和/或竹粉。进一步地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。进一步地，所述增溶剂由质量比为1：1的甲基丙烯酸酯‐丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸甲酯‐丁二烯‐苯乙烯三元接枝共聚物组成。由该增溶剂制成的复合材料，各成分相容性更好，制得的复合材料韧性更强。另一方面，本专利技术还提供一种上述的纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)称取适量的各组分，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于85℃～110℃下，4000～5000r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌30～45分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在220～260℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。进一步地，在步骤1)中，将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时。进一步地，在步骤2)中，于100℃下，4500r/min的转速混匀。进一步地，在步骤4)中，在230～250℃下经熔融共混后挤出造粒。进一步地，在步骤4)中，在240℃下经熔融共混后挤出造粒。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的纳米粒子复合材料通过使用PTT替代普通纳米材料中的塑料，并与无机纳米粒子，及其他组分在特定的配比下结合，并通过特殊的工艺参数，得到的复合材料具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能，并且抗冲击强度高，硬度高；并且加入无机纳米粒子，使得复合材料的强度和韧性都较高，扩大了复合材料的应用范围。此外，天然纤维的加入是的制得的复合材料易于回收、利用；SiC纳米粉末的加入能够增加复合材料的强度和耐磨性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。除非特别指明，以下实施来中所用的试剂均为分析级纯，且可从正规渠道商购获得。实施例11)称取PTT55份，竹粉29份，无机纳米粒子6份，SiC纳米粉末4份，偶联剂0.5份、增容剂5份、抗氧剂0.5份，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于100℃下，4500r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌40分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在240℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。实施例21)称取PTT51.8份，竹粉30份，无机纳米粒子8份，SiC纳米粉末2份，偶联剂0.1份、增容剂8份、抗氧剂0.1份，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于100℃下，4500r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌40分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在240℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。实施例31)称取PTT60份，木粉21.6份，无机纳米粒子7份，SiC纳米粉末5份，偶联剂0.2份、增容剂6份、抗氧剂0.2份，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于100℃下，4500r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌40分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在240℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。将实施例1‐3制得的纳米复合材料进行测试，具体的，维卡软化温度(VST)按照GB1633的规定进行；拉伸屈服强度按照GB/T1040.2‐2006的规定进行；洛氏硬度按照GB/T3398‐2008的规定进行，结果如下述表1所示。表1综上，本专利技术的纳米粒子复合材料通过使用PTT替代普通纳米材料中的塑料，并与无机纳米粒子，及其他组分在特定的配比下结合，得到的复合材料具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能，并且抗冲击强度高，硬度高；并且加入无机纳米粒子，使得复合材料的强度和韧性都较高，扩大了复合材料的应用范围。此外，天然纤维的加入是的制得的复合材料易于回收、利用；SiC纳米粉末的加入能够增加复合材料的强度和耐磨性。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)按以下重量配比称取各组分，PTT 50～60份，天然纤维20～30份，无机纳米粒子5～8份，SiC纳米粉末2～5份，偶联剂0.1～0.5份、增容剂4～8份、抗氧剂0.1～0.5份，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于85℃～110℃下，4000～5000r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌30～45分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在220～260℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。

【技术特征摘要】
1.一种纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)按以下重量配比称取各组分，PTT50～60份，天然纤维20～30份，无机纳米粒子5～8份，SiC纳米粉末2～5份，偶联剂0.1～0.5份、增容剂4～8份、抗氧剂0.1～0.5份，然后将称取的各组分干燥；2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于85℃～110℃下，4000～5000r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌30～45分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；4)最后将所述混合物料加入双螺杆挤出机中，在220～260℃下经熔融共混后挤出造粒，得到纳米复合材料，即得。2.根据权利要求1所述的纳米粒子复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时。3.根据权利要求1所述的纳米粒子复合材料的制备方法，其特征在于，进一步地，在步骤2)中，于100℃下，4500r/min的转速混匀。4.根据权利要求1所述的纳米粒子复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤4)中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶常青，
申请(专利权)人：苏州中科纳福材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32