一种建材用复合纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，为了解决现有的复合建材抗压和阻燃性能差的技术问题，提供了一种建材用复合纳米材料及其制备方法，所述一种建材用复合纳米材料，包括以下原料：聚丙烯树脂、改性剂、聚氨酯化合物、分散剂、改性云母粉、填料；改性云母粉由石墨烯和壳聚糖的复配作用改性得到；改性剂包括纳米碳化硅和纳米二氧化硅。本发明专利技术在复合材料中添加改性云母粉，可有效增强聚丙烯树脂和聚氨酯化合物的力学性能，改性云母粉在制备过程中先将石墨烯和云母粉进行改性反应，再与壳聚糖酸溶液混合，壳聚糖大分子能够将石墨烯一同包覆在云母粉的外部，使得石墨烯对云母进行接枝改性并增加云母的力学性能。云母的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种建材用复合纳米材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，尤其涉及一种建材用复合纳米材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在建筑工程中，常因为考虑建设成本和环保等因素，选用瓦楞板、彩钢瓦等建筑材料施工建设如仓库、车库、厂房、车间、养殖场、活动板房等易施工、易拆除的建筑，但是目前使用以弹性体耐候树脂为主要成分的纳米防腐瓦在使用时存在抗压性能不佳的问题，导致在施工或者长时间使用出现变形、磨损等情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种建材用复合纳米材料及其制备方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种建材用复合纳米材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂40
‑
70份、改性剂5
‑
12份、聚氨酯化合物15
‑
20份、分散剂2
‑
5份、改性云母粉5
‑
12份、填料5
‑
15份；
[0006]改性云母粉由石墨烯和壳聚糖的复配作用改性得到；
[0007]改性剂包括纳米碳化硅和纳米二氧化硅。
[0008]所述聚氨酯化合物包括重量比为10：(5
‑
10)的软质聚氨酯和硬质聚氨酯。
[0009]所述纳米碳化硅和纳米二氧化硅的的重量比为(4
‑
8)：(1
‑
4)。
[0010]所述改性云母粉的制备方法包括以下步骤：按照20：(1
‑
6)：(1
‑
2)：(5
‑
8)：(5
‑
15)的重量比依次称取云母粉、石墨烯粉末、钛酸酯偶联剂、壳聚糖、有机醇；将壳聚糖倒入酸性溶液中混合得到浓度为4
‑
10％的混合溶液A；将云母粉和石墨烯粉末、钛酸酯偶联剂充分混合后倒入水中混合得到浓度为2
‑
15％的混合溶液B，将混合溶液A和混合溶液B、有机醇充分混合后，过滤、干燥得到改性云母粉。
[0011]所述酸性溶液的pH值为6
‑
6.5，且酸性溶液的浓度为1
‑
9％。
[0012]上述建材用复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]按照重量份数称取各组分；
[0014]将聚丙烯树脂和聚氨酯化合物加热至熔融，混合得到熔融混合物，将分散剂和改性剂混合后与改性云母粉、填料一同添加至熔融混合物中；
[0015]冷却得到复合纳米材料。
[0016]分散剂和改性剂混合后与改性云母粉、填料的添加分三次进行，每次添加总量的三分之一。
[0017]分散剂和改性剂混合后与改性云母粉、填料添加时，以280
‑
340r/min的转速搅拌熔融混合物。
[0018]上述建材用复合纳米材料在建筑施工中的应用，包括应用于建造仓库、养殖场、活
动板房。
[0019]在复合材料中添加改性云母粉，云母粉具备良好的耐火性、耐化性腐蚀性、吸附力强等优异的物理化学特性，而且结晶构造为层状，混合在聚丙烯树脂和聚氨酯化合物中，可贴合在聚丙烯和聚氨酯大分子上，使得聚丙烯和聚氨酯大分子获得更高的冲击强度，从而有效增强聚丙烯树脂和聚氨酯化合物的力学性能；且聚氨酯化合物中的软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，有着良好的稳定性、耐化学性和力学性能，具有优良抗压性能；而硬质聚氨酯具备质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品的优良性能；聚丙烯树脂本身也具备耐化学性、耐热性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能。使得制备得到的复合纳米材料具备更加优良的阻燃性能、抗压性能等。
[0020]改性云母粉在制备过程中先将石墨烯和云母粉进行改性反应，再与壳聚糖酸溶液混合，并添加有机醇与溶液中的酸进一步反应，使得壳聚糖大分子能够将石墨烯一同包覆在云母粉的外部，使得石墨烯对云母进行接枝改性并增加云母的力学性能，还通过石墨烯对云母改性的方式向复合纳米材料中添加石墨烯，利用云母的高吸附性避免石墨烯与聚丙烯树脂等原料融合不充分的问题。
具体实施方式
[0021]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]在建筑工程中，常因为考虑建设成本和环保等因素，选用瓦楞板、彩钢瓦等建筑材料施工建设如仓库、车库、厂房、车间、养殖场、活动板房等易施工、易拆除的建筑，但是目前使用的瓦楞板、彩钢瓦等在使用时存在抗压性能不佳的问题，导致在施工或者长时间使用出现变形、磨损等情况。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种建材用复合纳米材料及其制备方法。
[0023]在本专利技术实施例中，所述一种建材用复合纳米材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂40
‑
70份、改性剂5
‑
12份、聚氨酯化合物15
‑
20份、分散剂2
‑
5份、改性云母粉5
‑
12份、填料5
‑
15份；
[0024]改性云母粉由石墨烯改性得到；
[0025]改性剂包括纳米碳化硅和纳米二氧化硅。
[0026]本专利技术中，在复合材料中添加改性云母粉，云母粉具备良好的耐火性、耐化性腐蚀性、吸附力强等优异的物理化学特性，而且结晶构造为层状，混合在聚丙烯树脂和聚氨酯化合物中，可贴合在聚丙烯和聚氨酯大分子上，使得聚丙烯和聚氨酯大分子获得更高的冲击强度，从而有效增强聚丙烯树脂和聚氨酯化合物的力学性能。
[0027]本专利技术中，聚氨酯化合物中的软质聚氨酯主要是具有热塑性的线性结构，有着良好的稳定性、耐化学性和力学性能，具有优良抗压性能；而硬质聚氨酯具备质轻、隔音、绝热性能优越、耐化学药品的优良性能；聚丙烯树脂本身也具备耐化学性、耐热性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能。使得制备得到的复合纳米材料具备更加优良的阻燃性能、抗压性能等。
[0028]本专利技术中，改性云母粉在制备过程中先将石墨烯和云母粉进行改性反应，再与壳聚糖酸溶液混合，并添加有机醇与溶液中的酸进一步反应，使得壳聚糖大分子能够将石墨
烯一同包覆在云母粉的外部，使得石墨烯对云母进行接枝改性并增加云母的力学性能，还通过石墨烯对云母改性的方式向复合纳米材料中添加石墨烯，利用云母的高吸附性避免石墨烯与聚丙烯树脂等原料融合不充分的问题。
[0029]本专利技术中，在原料中添加由纳米碳化硅和纳米二氧化硅组成的改性剂，增加复合材料的耐磨性能和硬度；添加填料可有效增加复合材料的防火性和隔热性。
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术的一种建材用复合纳米材料及其制备方法的技术效果做进一步的说明，但这些实施例所提及的具体实施方法只是对本专利技术的技术方案进行的列举解释，并非限制本专利技术的实施范围，凡是依据上述原理，在本专利技术基础上的改进、替代，都应在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建材用复合纳米材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂40
‑
70份、改性剂5
‑
12份、聚氨酯化合物15
‑
20份、分散剂2
‑
5份、改性云母粉5
‑
12份、填料5
‑
15份；改性云母粉由石墨烯和壳聚糖的复配作用改性得到。2.根据权利要求1所述的一种建材用复合纳米材料，其特征在于，改性剂包括纳米碳化硅和纳米二氧化硅。3.根据权利要求1所述的一种建材用复合纳米材料，其特征在于，所述聚氨酯化合物包括重量比为10：(5
‑
10)的软质聚氨酯和硬质聚氨酯。4.根据权利要求2所述的一种建材用复合纳米材料，其特征在于，所述纳米碳化硅和纳米二氧化硅的的重量比为(4
‑
8)：(1
‑
4)。5.根据权利要求1所述的一种建材用复合纳米材料，其特征在于，所述改性云母粉的制备方法包括以下步骤：按照20：(1
‑
6)：(1
‑
2)：(5
‑
8)：(5
‑
15)的重量比依次称取云母粉、石墨烯粉末、钛酸酯偶联剂、壳聚糖、有机醇；将壳聚糖倒入酸性溶液中混合得到浓度为4
‑
10％的混合溶液A；将云母粉和石墨烯粉末、钛酸酯偶联剂充分混合后倒入水...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳光明，陈玉慧，
申请(专利权)人：衡山华创纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：