一种环保型高强耐久复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型高强耐久复合材料及其制备方法，由以下成分制成：杨木粉、硅橡胶负载纳米二氧化硅、苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种环保型高强耐久复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体为一种环保型高强耐久复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:(i) 复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料;(ii) 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在;(iii)它具有结构可设计性，可进行复合结构设计;(iv) 复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属。
[0003]然而现有的复合材料强度有限，由于强度无法达到某些场合的需求，从而限制了其应用领域。
[0004]为此，我们提出了一种环保型高强耐久复合材料，来解决上述内容存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种环保型高强耐久复合材料及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种环保型高强耐久复合材料，按重量份计由以下成分制成：杨木粉40
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60份、硅橡胶负载纳米二氧化硅12r/>‑
18份、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物10
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15份、邻苯二甲酸二辛酯4
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6份、高密度聚乙烯树脂30
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35份、无机填料18
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25份、硬脂酸钠1
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2份、木质纤维素2
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6份、羟基硅油3
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5份、无机纤维3
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8份、γ
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氯丙基三乙氧基硅烷1
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2份。
[0007]作为进一步的技术方案：所述杨木粉经过改性处理，具体为：（1）将杨木粉添加到硫酸溶液中，调节温度至90℃，保温搅拌1小时，然后静置30min，再进行抽滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到羟基杨木粉；（2）将KH
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550、无水乙醇和去离子水以质量比为 1∶10∶4 混合到一起，搅拌均匀，得到处理溶液；（3）将羟基杨木粉添加到处理溶液中，调节温度至65℃，搅拌15min，然后再进行超声波处理20min，再静置2小时后，进行抽滤，水洗，干燥，得到改性杨木粉。
[0008]作为进一步的技术方案：所述杨木粉、硫酸溶液混合质量比为1:10；所述硫酸溶液质量分数为35%。
[0009]作为进一步的技术方案：所述羟基杨木粉、处理溶液混合质量比为1:12；所述超声波频率为35kHz，功率为500W。
[0010]作为进一步的技术方案：所述硅橡胶负载纳米二氧化硅制备方法为：首先，将纳米二氧化硅均匀分散到聚乙烯醇中，调节温度至75℃，保温搅拌40min，然后得到复合物；将复合物、硅橡胶依次添加到密炼机中进行密炼处理，即得。
[0011]作为进一步的技术方案：所述纳米二氧化硅、聚乙烯醇混合质量比为1:3。
[0012]作为进一步的技术方案：所述复合物、硅橡胶混合质量比为1:5；所述密炼处理温度为178℃，密炼处理时间为12min。
[0013]作为进一步的技术方案：所述无机填料为膨润土；所述膨润土粒度为100微米。
[0014]作为进一步的技术方案：所述无机纤维为玄武岩纤维。
[0015]一种环保型高强耐久复合材料的制备方法，其制备方法如下：（1）按重量份计称取:杨木粉、硅橡胶负载纳米二氧化硅、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物、邻苯二甲酸二辛酯、高密度聚乙烯树脂、无机填料、硬脂酸钠、木质纤维素、羟基硅油、无机纤维、γ
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氯丙基三乙氧基硅烷；（2）将杨木粉、硅橡胶负载纳米二氧化硅、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物、高密度聚乙烯树脂、无机填料、木质纤维素、无机纤维分别进行干燥处理，得到干燥料；（3）将干燥料依次添加到搅拌机中，然后再添加羟基硅油、邻苯二甲酸二辛酯、γ
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氯丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸钠，继续搅拌均匀得到混合物料；（4）将混合物料添加到双螺杆挤出机中进行熔融基础造粒，即得；所述双螺杆挤出机温度控制为：一区温度：180℃，二区温度：200℃，三区温度：210℃，四区温度：215℃，五区温度：220℃，主机转速：300r/min。
[0016]高密度聚乙烯（HDPE），为白色粉末或颗粒状产品。无毒，无味，结晶度为80%～90%，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀，本专利技术通过引入高密度聚乙烯树脂，能够为复合材料性能打下一个牢固的基础。
[0017]本专利技术通过对杨木粉的处理以及引入的苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物，一方面能够降低高密度聚乙烯分子链间的分子间作用力，范德华力下降，聚合物分子链运动能力增加，熔体流动性提高，同时，改性杨木粉的引入还能够提高一定程度上提高体系的粘度，改善加工性能，进而能够改善复合材料的力学性能。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术制备的复合材料具有较高的强度，通过添加一定量的杨木粉，减少了高分子材料的使用，更加环保，本专利技术制备的复合材料材料的熔体流动速率具有明显的提高，本专利技术通过引入苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物以及对杨木粉的改性处理的配合，能够显著的改善熔体流动性，提高体系的加工性能，本专利技术通过大量实验研究，对各个组分的结构性能进行研究协同作用，从而优化组分的结合，制备的复合材料的耐久性能得到明显提高，从而提高了其使用寿命。
附图说明
[0019]图1为硅橡胶负载纳米二氧化硅添加量对复合材料材料冲击强度的影响图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]一种环保型高强耐久复合材料，按重量份计由以下成分制成：杨木粉40
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60份、硅橡胶负载纳米二氧化硅12
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18份、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型高强耐久复合材料，其特征在于，按重量份计由以下成分制成：杨木粉40
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60份、硅橡胶负载纳米二氧化硅12
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18份、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物10
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15份、邻苯二甲酸二辛酯4
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6份、高密度聚乙烯树脂30
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35份、无机填料18
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25份、硬脂酸钠1
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2份、木质纤维素2
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6份、羟基硅油3
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5份、无机纤维3
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8份、γ
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氯丙基三乙氧基硅烷1
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2份。2.根据权利要求1所述的一种环保型高强耐久复合材料，其特征在于：所述杨木粉经过改性处理，具体为：（1）将杨木粉添加到硫酸溶液中，调节温度至90℃，保温搅拌1小时，然后静置30min，再进行抽滤，清水洗涤至中性，烘干至恒重，得到羟基杨木粉；（2）将KH
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550、无水乙醇和去离子水以质量比为 1∶10∶4 混合到一起，搅拌均匀，得到处理溶液；（3）将羟基杨木粉添加到处理溶液中，调节温度至65℃，搅拌15min，然后再进行超声波处理20min，再静置2小时后，进行抽滤，水洗，干燥，得到改性杨木粉。3.根据权利要求2所述的一种环保型高强耐久复合材料，其特征在于：所述杨木粉、硫酸溶液混合质量比为1:10；所述硫酸溶液质量分数为35%。4.根据权利要求2所述的一种环保型高强耐久复合材料，其特征在于：所述羟基杨木粉、处理溶液混合质量比为1:12；所述超声波频率为35kHz，功率为500W。5.根据权利要求1所述的一种环保型高强耐久复合材料，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李善立，
申请(专利权)人：李善立，
类型：发明
国别省市：