一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯橡胶100份，聚丙烯20～30份，轻质白油15～80份，环氧大豆油2～12份，纳米材料2～4.0份，抗氧剂1.5～3.0份，润滑剂1.5～3.0份；所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化铜、纳米晶须材料中的一种或多种混合物。本发明专利技术以聚氨酯与聚丙烯作为材料的复合基体，并加入适量的纳米材料进行改性，制得的材料硬度大，力学性能好，且具有耐高低温、耐油等优异特性。耐油等优异特性。

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
,具体涉及一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯材料具有优异的耐高温、耐低温性能，可以承受极端的温度变化。在航天领域，聚氨酯材料可以用于制造火箭和卫星的结构部件，如隔热材料、导热板等。此外，聚氨酯材料也可以用于太阳能电池板的支撑结构以及舱内装饰材料的制造。聚丙烯材料具有轻质、高强度、优异的化学稳定性、较好的机械性能等特点，被广泛应用于航空航天领域。在航天器中，聚丙烯材料可以用于制造结构件、防护罩、仪表盘等部件；在卫星中，聚丙烯材料可以应用于制造太阳能电池板、卫星膜等。综上所述，聚氨酯和聚丙烯材料在航天领域的应用前景广阔，将在未来的航空航天领域得到更加广泛的应用。但是聚氨酯以及聚丙烯材料也存在较多缺点，例如，聚氨酯橡胶耐水性差、机械强度不高及成本高，而聚丙烯不含活性官能团、染色性差、手感硬、吸湿性和抗静电性差等。从而大大限制了其在工业方面的应用范围和效果。由于上述聚氨酯橡胶以及聚丙烯的缺点限定了二者的使用。在实际应用中，常常需要将聚氨酯橡胶以及聚丙烯材料复配来有效规避二者的缺点，从而制得性能优异的材料。
[0003]随着进一步改善高分子材料的性能，常常需要在高分子基体中加入纳米材料进行改性，通过将纳米材料与高分子材料复合，可以有效地提高材料的增强性能、耐热性、耐腐蚀性、电导率等性能，使之成为更加适合于航天应用的高性能材料。而且纳米级的粒子尺寸、大比表面积和强的表面活性可以增强高分子材料的力学特性，如刚度、强度和冲击吸收能力等。这样，通过纳米材料的添加，可以有效地提高材料的抗拉伸、抗压缩、抗剪切等各种力学性能以及减小高温期间的热膨胀系数。在上述改性技术中纳米材料的添加量以及如何改善纳米材料与基体的相容性是关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料及其制备方法，本专利技术以聚氨酯与聚丙烯作为材料的复合基体，并加入适量的纳米材料进行改性，制得的材料硬度大，力学性能好，且具有耐高低温、耐油等优异特性。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯橡胶100份，聚丙烯20～30份，轻质白油15～80份，环氧大豆油2～12份，纳米材料2～4.0份，抗氧剂1.5～3.0份，润滑剂1.5～3.0份；
[0007]所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化铜、纳米晶须材料中的一种或多种混合物。
[0008]作为上述技术方案的优选，一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯橡胶100份，聚丙烯20份，轻质白油80份，环氧大豆油10份，纳米材料3份，抗氧剂1.5份，润滑剂2份。
[0009]作为上述技术方案的优选，所述轻质白油为60N、70N、150N∥类加氢润滑油基础油。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述的抗氧剂为2,2
‑
亚甲基双
‑
(4
‑
甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)、1,1,3
‑
三(2
‑
甲基
‑4‑
羟基
‑5‑
叔丁基苯基)丁烷、四(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基)苯丙酸季戊四醇酯中的一种或几种混合物。
[0011]作为上述技术方案的优选，所述润滑剂为硬脂酸正丁酯。
[0012]为了更好的解决上述技术问题，本专利技术还提供了以下技术方案：
[0013]一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将聚氨酯橡胶、轻质白油，环氧大豆油按比例投入到反应釜内，混合均匀，加热，然后向反应釜内继续加入聚丙烯、纳米材料、抗氧剂、润滑剂，反应，之后将反应后的物料放入备好冷混机或盛料槽散热，散热后的物料经自动输料管道送入双螺杆挤出机，调整好双螺杆挤出机的制造温度区间，经挤出自动切粒，筛分，检验，得到成品，自动称重后包装，得到基于纳米改性的聚氨酯/聚丙烯高分子材料。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述反应的温度为大于70℃，所述反应的时间为10
‑
60min。
[0016]作为上述技术方案的优选，所述散热的时间为2
‑
10min。
[0017]作为上述技术方案的优选，所述双螺杆挤出机的制造温度区间为150
‑
250℃。
[0018]由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术制得的高分子材料是以聚氨酯和聚丙烯材料作为基体，一方面，聚氨酯具有较好的耐磨性，而聚丙烯则具有很高的耐用性，因此将两种材料复合后，能够大幅度提升其耐磨性；另一方面，聚氨酯具有较高的抗拉强度和硬度，而聚丙烯具有更高的抗冲击性，复合后可以保证较高的强度和硬度。此外，聚丙烯具有很低的密度，在复合基体中作为主力支撑，可以大幅度降低整个材料的密度；聚氨酯和聚丙烯都具有很好的可塑性，可以针对不同需求进行加工制造，适应性较强。
[0020]本专利技术还在聚氨酯以及聚丙烯的复合基体中加入了纳米材料进行改性，纳米材料具有特殊的物理和化学性质，在聚合物基质中形成的纳米复合材料中，这些性质会被充分利用。首先，通过纳米材料的加入，可以增大聚合物基质的表面积，从而增加了聚合物与纳米材料之间的相互作用力，有助于提高复合材料的机械性能、拉伸强度等。其次，纳米材料的加入可以对聚合物分子结构进行调节，使其形成更紧密排列的结构，从而提高聚合物基质的刚性和硬度。此外，由于纳米材料的小尺寸效应以及其表面的活性位点，纳米材料的加入可以显著提高材料的物理和化学性能。总之，纳米材料的加入可以改善聚氨酯/聚丙烯复合材料的多种性能，这些效应主要来自于纳米级别的特殊物理化学性质，以及在复合材料中的相互作用效应。综上所述，本专利技术制得的高分子材料具有弹性好、耐油、耐高温、耐寒、耐磨等优点，主要应用于航天领域、航空领域、船舶、潜水设备、高铁、汽车、机械装备、医疗器械、仪器、运动器材，特种装备、油品输送、制造高压密封件等领域。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0022]下述实施例中采用的纳米材料为平均粒径大小为80nm的纳米二氧化硅材料，轻质白油为70N∥类加氢润滑油基础油；抗氧剂为四(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基)苯丙酸季戊四醇酯，润滑剂为硬脂酸正丁酯。
[0023]实施例1
[0024]将100KG聚氨酯橡胶、80KG轻质白油、10KG环氧大豆油按比例投入到反应釜内，混合均匀，加热至70℃以上，再投入20KG PP、3KG纳米材料、1.5K本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯橡胶100份，聚丙烯20～30份，轻质白油15～80份，环氧大豆油2～12份，纳米材料2～4.0份，抗氧剂1.5～3.0份，润滑剂1.5～3.0份；所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化铜、纳米晶须材料中的一种或多种混合物。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，其特征在于，一种基于纳米改性的聚氨酯/聚丙烯基高分子材料，以重量份计，包括以下组分：聚氨酯橡胶100份，聚丙烯20份，轻质白油80份，环氧大豆油10份，纳米材料3份，抗氧剂1.5份，润滑剂2份。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，其特征在于，所述轻质白油为60N、70N、150N∥类加氢润滑油基础油。4.根据权利要求1所述的一一种聚氨酯/聚丙烯纳米改性高分子材料，其特征在于，所述的抗氧剂为2,2
‑
亚甲基双
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(4
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甲基
‑6‑
叔丁基苯酚)、1,1,3
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三(2
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甲基
‑4‑
羟基
‑5‑
叔丁基苯基)丁烷、四(3，5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳伟，
申请(专利权)人：广东旺邦新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：