一种高分子无机复合材料的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种高分子无机复合材料的制备方法及其产品，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆，然后借助静电纺丝工艺在布料表面进行复合，得到了高分子无机复合布材料。首先，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆，使得各个组分得到充分和均一的分散，得到粒径达到要求的料浆。之后利用静电纺丝工艺使浆料通过胶辊接高电压并以适宜转速旋转上胶。布料紧贴着胶辊正上方的极板作水平匀速收卷动作，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的布料上形成纤维覆盖交织层，最后得到复合布料为高分子无机复合材料。所得高分子无机复合材料的500r磨削磨损量＜80mg。无机复合材料的500r磨削磨损量＜80mg。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子无机复合材料的制备方法及其产品


[0001]本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种高分子无机复合材料的制备方法及其产品。

技术介绍

[0002]碳化硼是由硼酸和碳素材料在电炉中高温冶炼而生成，具有耐高温、耐酸碱腐蚀、高强度、高化学稳定性、比重轻等特点而成为众多行业的理想材料。与酸、碱溶液不起反应，具有高化学位、中子吸收、耐磨及半导体导电性。碳化硼是对酸最稳定的物质之一，在所有浓或稀的酸或碱水溶液中都稳定。当有一些过渡金属及其碳化物共存时，有特殊的稳定性。在1000～1100℃条件下元素周期表中第Ⅳ、
Ⅴ
和
Ⅵ
族过渡金属与碳化硼粉末强烈反应形成金属硼化物。不过，在更高的反应温度下，文献报道指出碳化硼容易氮化或者和过渡金属氧化物反应，形成相应的氮化硼、以及硼化物，这种硼化物以稀土和碱土金属六硼化物为多。氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾熔融时，碳化硼容易分解，并进行硼含量的测定。它的莫氏硬度约为9.5，是已知的继金刚石和立方相氮化硼之后第三种最硬的物质，其硬度高于碳化硅。碳化硼的最大用途就是作为磨料和制造磨具的原料。它适用于对各种硬质合金刀具、模具、零件、部件和宝石的磨削、抛光、钻孔等加工。以适量的机油或水作润滑剂，可将碳化硼制成研磨膏和抛光膏。
[0003]静电植砂技术是20世纪50年代发展起来的一项新型植砂方式，与传统的重力植砂相对应。在涂覆磨具生产过程中，静电植砂是指利用高压静电场、依靠磨料的电学性能，使磨料成为带电体而被吸附在涂覆有粘结剂的基材上，形成具有优良磨削性能的砂带。静电植砂的砂粒是靠静电电场力吸上去的，砂粒的形状各异。但总体可认为，电场力的作用点作用在砂粒重心，因此砂粒的大头朝里，小头尖头朝外，大头被胶牢牢地粘在带基上，尖头朝外则砂纸砂布磨削锋利，符合涂附磨具的使用要求。重力植砂的砂粒是倒上去的，砂粒方向各异，不可能做到大头朝里尖头朝外。因此砂粒粘结的牢固度和磨削锋利度不如静电植砂。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利技术目的在于提供一种高分子无机复合材料的制备方法，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆，然后借助静电纺丝工艺在布料表面进行复合，得到了高分子无机复合布材料。
[0005]本专利技术的再一目的在于：提供一种上述方法制备得到的高分子无机复合材料产品。
[0006]本专利技术目的通过以下方案实现：一种高分子无机复合材料的制备方法，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆，然后借助静电纺丝工艺在布料表面进行复合，得到了高分子无机复合材料，其中，静电纺浆液按重量份计，包括下述组分：聚乙烯醇(PVA)水溶液
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100无机粉末
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20
‑
37
乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ8‑
28碳纳米管
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0.2
‑
0.8，高分子无机复合材料包括下述制备步骤：（1）制浆：取聚乙烯醇(PVA)水溶液、无机粉末、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液、碳纳米管以前述的质量比配料，各物料过筛150目，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速1700~2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，当物料中颗粒粒径D
90
≤0.5μm时出料，得到纺丝浆料。
[0007]（2）静电纺丝植砂复合：如图1所示，将改性浆料加入到上胶料槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3mm为准，同时接入蠕动泵浆料循环补料系统，胶辊接高电压并旋转上胶；布料紧贴着胶辊正上方的极板下表面作水平匀速收卷动作，胶辊上端到极板的距离h范围是170~200mm，胶辊上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的布料上形成纤维网膜，然后进入烘箱进行恒温80℃固化和定形，最后得到的复合布料为高分子无机复合材料。
[0008]优选的，所述的聚乙烯醇聚合度为1700~1800，醇解度为88%。
[0009]优选的，所述的无机粉末为碳化硼：氧化铝=4：1的粉末混合物。
[0010]优选的，所述的湿法研磨所用磨介氧化锆微球直径≤0.1mm。
[0011]所用的布料为纯棉平纹布。
[0012]优选的，纺丝时的电压范围为70~100KV，布料放卷速度为0.2~1m/s，纺丝空间环境温度为50~60℃，湿度为40%~60%。
[0013]纺丝时图1中的上胶料槽中可以同时放多个相互平行的上胶辊，这些胶辊规格相同，可以同时接电旋转上胶，且旋转方向可以单独控制。
[0014]本专利技术提供一种高分子无机复合材料，根据上述任一所述方法制备得到，所得高分子无机复合材料的500r磨削磨损量＜80mg。
附图说明
[0015]附图1：静电纺丝工艺图；图中标号说明：1
‑
胶料槽；11
‑
上胶辊；2
‑
浆料补料槽；21、22
‑
蠕动泵一、二3
‑
极板；4
‑
布料放卷辊；5
‑
烘箱；6
‑
收卷辊。
具体实施方式
[0016]本专利技术通过下面的具体实例进行详细描述，但本专利技术的保护范围不受限于这些实施例。
[0017]实施例1：一种高分子无机复合材料，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆，然后借助静电纺丝工艺在布料表面进行复合，得到了高分子无机复合材料，按下述制
备步骤：（1）制浆：取1000g聚乙烯醇(PVA)水溶液、200g无机粉末、80g乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液、2g碳纳米管，各物料过筛150目，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，当物料中颗粒粒径D
90=
0.5μm时出料，得到纺丝浆料。
[0018]（2）静电纺丝植砂复合：将步骤（1）制备的浆料加入到胶料槽1中，静电纺丝工艺如图1所示，平纹棉布料自放卷轴4紧贴极板3下表面，经烘箱5由收卷辊6收卷；胶料槽1接入蠕动泵浆料循环补料系统，该补料系统自胶料槽1出料口经蠕动泵一21连接浆料补料槽2的进料口，浆料补料槽2的出料口经蠕动泵二22连接胶料槽1的补料口，通过该补料系统，维持上胶辊11的辊底始终没入浆料3mm，上胶辊11接70KV高电压并以适宜转速旋转上胶；布料紧贴着上胶辊11正上方的极板3下表面作水平匀速收卷动作，放卷速度1m/s，上胶辊11上端到极板3的距离h范围是170mm，纺丝环境温度60℃，湿度为40%，上胶辊11上端的浆料在高压静电场力作用下向上形成射流，均匀沉积在上方的布料上形成纤维网膜，然后进入烘箱5进行恒温80℃固化和定形，最后得到高分子无机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子无机复合材料的制备方法，其特征在于，利用低温湿法研磨工艺将纺丝组分和功能组分研磨成乳浆后，借助静电纺丝工艺在布料表面进行复合，得到了高分子无机复合布材料，其中，静电纺浆液按重量份计，包括下述组分：聚乙烯醇(PVA)水溶液
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100无机粉末
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37乙烯
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醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液
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28碳纳米管
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0.8，高分子无机复合材料包括下述制备步骤：(1)制浆：取聚乙烯醇(PVA)水溶液、无机粉末、乙烯
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醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液、碳纳米管以前述的质量份配料，各组分150目过筛，经过预混后灌入湿法研磨设备，研磨介质为氧化锆微球，研磨转速1700~2000rpm，研磨期间物料温度控制在3℃以下，当物料中颗粒粒径D
90
≤0.5μm时出料，得到功能性改性的纺丝浆料；(2)静电纺丝植砂复合：将步骤（1）得到的浆料加入到上胶料槽中，加入量以胶辊辊底没入浆料3mm为准，同时，接入蠕动泵浆料循环补料系统，胶辊接高电压并旋转上胶；布料紧贴着胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，陈超，吴晓燕，陈义军，林琳，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：