一种复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于环保材料技术领域，特别是涉及一种复合材料及其制备方法，该复合材料由如下重量份的原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺30~40份、氧化锆纤维4~10份、引发剂2~6份、偶联剂2~5份、陶瓷4~8份、相容剂5~10份、乳化分散剂20~30份。本发明专利技术通过在丙烯酸钠和丙烯酰胺形成的聚合网络中，用氧化锆纤维、陶瓷与丙烯酸钠形成穿插网络结构，得到稳定的结构体系，大大提高该复合材料的强度，且使复合高吸水性树脂具有丰富的孔隙结构，有利于提高吸水或生理盐水速率，耐盐性得到了改善。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法
本专利技术涉及环保材料
，具体来说，涉及一种复合材料及其制备方法。
技术介绍
高吸水性树脂是一种能吸收并保持自身质量几百倍至数千倍的功能高分子材料，广泛应用于农林业、工业、建筑和卫生等领域。丙烯酸钠高吸水性树脂是一类重要的合成高吸水性树脂，它具有合成工艺简单、吸水倍数高、安全性能较好、产品质稳不腐败等优点，被广泛研究和应用。目前，用各种纳米材料对丙烯酸钠酸钠高吸水性树脂进行纳米复合是一种重要的改性方法，主要采用层状黏土、金属/非金属氧化物纳米材料、碳纳米管等无机纳米材料。纳米复合改性通常会改变高吸水性树脂的凝胶网络结构，从而改善树脂的性能。然而，丙烯酸钠酸钠高吸水性树脂亦存在耐盐性差、吸水速率不够快、吸水后强度低等缺点，必须通过改性克服上述缺点，才能满足高吸水性树脂在不同应用场合的需要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种复合材料及其制备方法，以解决复合材料耐盐性差、吸水速率不够快、吸水后强度低而存在的技术问题。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：一种复合材料，以重量份计，由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺30~40份、氧化锆纤维4~10份、引发剂2~6份、偶联剂2~5份、陶瓷4~8份、相容剂5~10份、乳化分散剂20~30份。所述的复合材料由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺32~38份、氧化锆纤维5~9份、引发剂3~5份、偶联剂3~4份、陶瓷5~7份、相容剂6~9份、乳化分散剂22~28份。所述的复合材料由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺35份、氧化锆纤维7份、引发剂4份、偶联剂3.5份、陶瓷6份、相容剂7份、乳化分散剂25份。所述引发剂为过硫酸铵。所述乳化分散剂为span-80。所述偶联剂为ABS接枝马来酸(ABS-g-MAH)、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、丙烯酸钠接枝马来酸酐中的一种或几种。所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯酸钠、丙烯酸接枝丙烯酸钠、马来酸酐接枝丙烯酸钠、丙烯酸接枝丙烯酸钠中的任意一种。所述的复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）研磨：将丙烯酸钠、陶瓷、氧化锆纤维和丙烯酰胺分别用研磨机研磨成粒径为20~50μm的微粉；该粒径范围内微粉刚性较好，且容易加工出来，粒径过大，物料的纵横比(直径/长度比)下降，刚性就会变差，后续加工出来的产品强度就随着变差，而粒径过小，加工难度较大，且物料的刚性效果增强不明显；（2）混合：将研磨处理的丙烯酸钠、陶瓷、氧化锆纤维、丙烯酰胺与引发剂、偶联剂、相容剂和乳化分散剂送入混合机中，在介质下进行分散、混合3~5h，得混合物；（3）熔炼：将步骤（2）处理获得的混合物送入高真空电弧熔炼炉中，抽真空，向真空腔室中通入氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的体积比为4~8%，移动电极至混合物上方，翻转混合物，均匀熔炼10~20min；在氢气存在的条件下，通过电弧放电的过程进行熔炼，氢气分子在高温时解离成氢原子，处于激发态的氢原子可以过饱和的溶入熔融混合物中，又可以从基体释放，氢的这种溶入—释放过程可以促进混合物间的化学反应，使混合物的反应更加充分，且电弧的功能化使混合物层间距加大，防止了混合物发生团聚，提高了混合物分散性，分散性能好有利于物料均匀分布，良好的分散性是保证后期加工质量的前提条件，这是因为均匀分布的物料让材料的每一个部分的物理性质都发生了改变；（4）挤出：将步骤（3）处理获得的混合物冷却至常温后，将其送入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒，即得。所述高纯氩气的纯度高于99％。所述氢气的纯度高于99％。所述步骤（3）中，高真空电弧熔炼炉的工作电流为30~36A。所述步骤（4）中，双螺杆挤出机一区温度205~210℃，二区温度215~220℃，三区温度225~235℃，四区温度230~240℃，机头温度210~220℃，停留时间为3~5min，压力为16~20MPa，螺杆转速为180~230rpm。分段熔融挤出能使得制备的复合材料的机械强度高、尺寸稳定性好。本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术通过在丙烯酸钠和丙烯酰胺形成的聚合网络中，用氧化锆纤维、陶瓷与丙烯酸钠形成穿插网络结构，得到稳定的结构体系，大大提高该复合材料的强度，且使复合高吸水性树脂具有丰富的孔隙结构，有利于提高吸水或生理盐水速率，耐盐性得到了改善；（2）本专利技术的制备方法通过先将原料进行研磨成微粉，再在介质下进行分散、混合，提高了混合物分散性，分散性能好有利于物料均匀分布，提高加工产品的质量，本专利技术还具有反应条件温和、操作简便、易于实施的特点。具体实施方式为了方便本领域的技术人员理解，下面将结合实施例对本专利技术做进一步的描述。实施例仅仅是对该专利技术的举例说明，不是对本专利技术的限定，实施例中未作具体说明的步骤均是已有技术，在此不做详细描述。实施例一原料：丙烯酸钠100kg、丙烯酰胺30kg、氧化锆纤维4kg、引发剂2kg、偶联剂2kg、陶瓷4kg、相容剂5kg、乳化分散剂20kg。所述引发剂为过硫酸铵。所述乳化分散剂为span-80。所述偶联剂为ABS接枝马来酸(ABS-g-MAH)。所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯酸钠。制备方法：（1）研磨：研磨用的研磨机在市场上购买，要求研磨效果好，能够将原料研磨至微米级别即可，将丙烯酸钠、陶瓷、氧化锆纤维和丙烯酰胺分别用研磨机研磨成粒径为20μm的微粉；该粒径范围内微粉刚性较好，且容易加工出来，粒径过大，物料的纵横比(直径/长度比)下降，刚性就会变差，后续加工出来的产品强度就随着变差，而粒径过小，加工难度较大，且物料的刚性效果增强不明显；（2）混合：将研磨处理的丙烯酸钠、陶瓷、氧化锆纤维、丙烯酰胺与引发剂、偶联剂、相容剂和乳化分散剂送入混合机中，在介质下进行分散、混合3h，得混合物；（3）熔炼：将步骤（2）处理获得的混合物送入高真空电弧熔炼炉中，抽真空，向真空腔室中通入氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的体积比为4%，控制高真空电弧熔炼炉的工作电流为30A，一般的高真空电弧熔炼炉均自带电流调节功能，若购买的高真空电弧熔炼炉不具备电流调节功能，可在高真空电弧熔炼炉电源线上接电流调节器，以对通过高真空电弧熔炼炉的电流进行调节；加工过程中缓慢移动电极至混合物上方，将混合物进行3次翻转，均匀熔炼10min；所述高纯氩气的纯度为99.7％，所述氢气的纯度为99.5％；（4）挤出：将步骤（3）处理获得的混合物冷却至常温后，将其送入双螺杆挤出机中进行熔融挤出、造粒，双螺杆挤出机一区温度205℃，二区温度215℃，三区温度225℃，四区温度230℃，机头温度210℃，停留时间为3min，压力为16MPa，螺杆转速为180rpm，即得复合材料。按照中华人民共和国农业行业标准NY886-2010《农林保水剂》中的方法来测定吸水及生理盐水倍数，其吸水倍数为1835.4g/g，吸生理盐水倍数为126.3g/g。实施例二原料：丙烯酸钠100kg、丙烯酰胺40kg、氧化锆纤维10kg、引发剂6kg、偶联剂5kg、陶瓷8kg、相容剂10kg、乳化分散剂30kg。所述引发剂为过硫酸铵。所述乳化分散剂为span-80。所述偶联剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯酸钠。制备方法：（1）研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于：以重量份计，由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺30~40份、氧化锆纤维4~10份、引发剂2~6份、偶联剂2~5份、陶瓷4~8份、相容剂5~10份、乳化分散剂20~30份。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于：以重量份计，由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺30~40份、氧化锆纤维4~10份、引发剂2~6份、偶联剂2~5份、陶瓷4~8份、相容剂5~10份、乳化分散剂20~30份。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于：由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺32~38份、氧化锆纤维5~9份、引发剂3~5份、偶联剂3~4份、陶瓷5~7份、相容剂6~9份、乳化分散剂22~28份。3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于：由如下原料制备而成：丙烯酸钠100份、丙烯酰胺35份、氧化锆纤维7份、引发剂4份、偶联剂3.5份、陶瓷6份、相容剂7份、乳化分散剂25份。4.如权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵。5.如权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于：所述乳化分散剂为span-80。6.如权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于：所述偶联剂为ABS接枝马来酸、苯乙烯-马来酸酐共聚物、丙烯酸钠接枝马来酸酐中的一种或几种。7.如权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝丙烯酸钠、丙烯酸接枝丙烯酸钠、马来酸酐接枝丙烯酸钠、丙烯酸接枝...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：贵州永合益环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52