CN102827476B

CN102827476B - 一种复合材料及其制备方法

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Publication number: CN102827476B
Application number: CN201210324056.3A
Authority: CN
Inventors: 王世伟; 杨小牛
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: CN102827476A

Abstract

本发明提供一种复合材料，包括：90～110重量份的橡胶；1～15重量份的纳米二氧化钛；2～20重量份的玻璃纤维；5～30重量份的超高分子量聚乙烯；2～20重量份的聚四氟乙烯；5～40重量份的纳米碳化硅；0.5～5重量份的过氧化物引发剂；4～30重量份的交联剂；0～15重量份的二硫化钼；0～15重量份的石墨；0～10重量份的氧化锌；0～10重量份的六钛酸钾。本发明还提供了一种复合材料的制备方法。本发明将纳米二氧化钛、纳米碳化硅、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯添加至复合材料中，上述组分通过过氧化物引发剂和交联剂的交联作用，与橡胶形成了结晶的、共价交联的复合材料。

Description

一种复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

复合材料是含有多种组分的材料，其由有机高分子、无机非金属或金属等原材料复合而成。复合材料不仅能保持其原始组分的部分特性，而且还具有原始组分所不具有的某些性能。

复合材料中的高分子复合材料是由相对分子量较高的化合物构成的材料。高分子复合材料具有以下优点：1）韧性好，吸收振动，无噪音；2）化学稳定性好，摩擦磨损对气氛的依赖性小；3）低温性能好，在液氮、液氢以及真空的超低温条件下仍能发挥润滑作用；4）电绝缘性优良。因此，高分子复合材料作为滑动部件尤其是滑动轴承得到了广泛应用。高分子复合材料滑动轴承广泛应用于船舶艉轴承、舵轴承、水泵轴承、水轮机轴承等工业领域。

目前滑动轴承用高分子复合材料以聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮或聚苯硫醚为主体材料，其中聚酰亚胺、聚醚醚酮和聚苯硫醚硬度高，使对偶材料的摩擦磨损很大。而聚四氟乙烯的摩擦系数小，富有弹性，适合于轴承摩擦材料，但其与金属的粘结性能极差，很难与金属直接粘结。为了寻求耐磨性能优异和与金属粘结性能良好的滑动轴承，滑动轴承用高分子复合材料成为了研究的热点。例如：公开号为CN100354541C的中国专利公开了一种聚四氟乙烯复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：以稀土化合物、乙醇、乙二胺四乙酸等改性剂添加于聚四氟乙烯粉中，并将其烧结于铜丝或铜粉上，以铜丝或铜粉为中间层，通过焊接或烧结的方式与金属外套连接在一起，即得到复合材料滑动轴承。该种方法制备的复合材料滑动轴承以聚四氟乙烯为主体材料，通过以铜丝或铜粉为中间层，与金属外套连接在一起，从而与金属具有良好的粘结性，但是上述滑动轴承需在水或油的润滑条件下才能运行，其自润滑性能比较差。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种自润滑性能优异的复合材料及其制备方法。

有鉴于此，本发明公开了一种复合材料，包括：

90～110重量份的橡胶；

1～15重量份的纳米二氧化钛；

2～20重量份的玻璃纤维；

5～30重量份的超高分子量聚乙烯；

2～20重量份的聚四氟乙烯；

5～40重量份的纳米碳化硅；

0.5～5重量份的过氧化物引发剂；

4～30重量份的交联剂；

0～15重量份的二硫化钼；

0～15重量份的石墨；

0～10重量份的氧化锌；

0～10重量份的六钛酸钾。

优选的，所述橡胶包括硅橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或氯化聚乙烯橡胶。

优选的，所述橡胶的含量为95～105重量份。

优选的，所述过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯过氧化甲乙酮、2，4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基2，5-二叔丁基过氧化已烷或过氧化双（2，4-二氯苯甲酰）。

优选的，所述交联剂为N，N′-间亚苯基双马来酰亚胺、甲基丙烯酸甘油酯、三聚氰酸三丙烯酯、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、对苯二酚二（2-羟乙基）醚、乙二醇、丁二醇、己二醇、1，4-丁二醇、甲苯二异氰酸酯二聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体和二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯二聚体中的一种或两种。

优选的，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为1000000～30000000，粒径为10～200um。

优选的，所述复合材料还包括：0.3～20重量份的硬脂酸，0～120重量份的炭黑、5～25重量份的助架桥剂、1～5重量份的硅烷偶联剂、1～20重量份的增塑剂、1～15重量份的碳纤维或1～10重量份的紫外线吸收剂。

优选的，所述助架桥剂为三烃甲基丙烷三（2-甲基丙烯酸）酯、三烯丙基异三聚氰酸酯或丙烯酸锌。

本发明还公开了一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将90～110重量份的橡胶、0.5～5重量份的过氧化物引发剂、4～30重量份的交联剂、1～15重量份的纳米二氧化钛、纳米5～40重量份的碳化硅、5～30重量份的超高分子量聚乙烯、2～20重量份的聚四氟乙烯、2～20重量份的玻璃纤维、0～15重量份的二硫化钼、0～15重量份的石墨、0～10重量份的氧化锌和0～10重量份的六钛酸钾置于密炼机中混炼，得到混炼胶；

将所述混炼胶置于模具中，加压硫化后，得到复合材料。

优选的，所述密炼机的腔体温度为20～100℃，主轴转速为5～150rpm；所述混炼的时间为5～60min。

本发明提供了一种复合材料及其制备方法，所述复合材料包括纳米二氧化钛、玻璃纤维、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、纳米碳化硅、过氧化物引发剂、交联剂和主体材料橡胶。本发明将纳米二氧化钛、纳米碳化硅、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯添加至复合材料中，上述组分通过过氧化物引发剂和交联剂的交联作用，与橡胶形成了结晶的、共价交联的复合材料。由于在复合材料中引入了无机纳米粒子二氧化钛和碳化硅，及具有自润滑性的聚四氟乙烯和超高分子聚乙烯，上述组分与橡胶共同作用，从而使复合材料具有优异的自润滑性能。其次，由于本发明的复合材料以橡胶为主体材料，其与金属能够直接粘结，从而避免了在制备过程中与金属粘结的复杂工艺，简化了工艺流程。实验结果表明，复合材料的拉伸强度为30～35MPa，断裂伸长率为140%～185%，硬度为60～70D；与金属剪切强度为6～7MPa。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的复合材料的摩擦系数-转数关系曲线图；

图2为实施例1制备的复合材料的磨损性能对比数据。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种复合材料，包括：

90～110重量份的橡胶；

1～15重量份的纳米二氧化钛；

2～20重量份的玻璃纤维；

5～30重量份的聚乙烯；

2～20重量份的聚四氟乙烯；

5～40重量份的纳米碳化硅；

0.5～5重量份的过氧化物引发剂；

4～30重量份的交联剂；

0～15重量份的二硫化钼；

0～15重量份的石墨；

0～10重量份的氧化锌；

0～10重量份的六钛酸钾。

按照本发明，所述橡胶优选由硅橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或氯化聚乙烯橡胶，更优选为丁腈橡胶，氢化丁腈橡胶、聚醚型聚氨酯型胶。所述橡胶优选为95～105重量份，更优选为100重量份。

所述过氧化物引发剂优选为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯过氧化甲乙酮、2，4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化已烷或过氧化双（2，4-二氯苯甲酰）。所述交联剂优选为N，N′-间亚苯基双马来酰亚胺、甲基丙烯酸甘油酯、三聚氰酸三丙烯酯、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、对苯二酚二（2-羟乙基）醚、乙二醇、丁二醇、己二醇、1，4-丁二醇、甲苯二异氰酸酯二聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体和二苯甲烷-4，4′-二异氰酸酯二聚体中的一种或两种。所述过氧化物引发剂与所述交联剂作为复合材料交联的填料，加热后促使柔软的橡胶发生交联反应，从而能够形成硬质的复合材料。所述过氧化物引发剂优选为1～4.5重量份，更优选为2～3.5重量份。所述交联剂优选为10～25重量份，更优选为15～20重量份。

为了使超高分子量聚乙烯具有更有较高的自润滑性能，所述超高分子量聚乙烯优选为超高分子量聚乙烯粉，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量优选为1000000～30000000，更优选为1500000～20000000，最优选为8000000～15000000。所述超高分子量聚乙烯的数均分子量在100万以上才能体现出聚乙烯的自润滑性和耐磨性等特性，因此，本发明采用超高分子量聚乙烯。为了保证超高分子量聚乙烯能够分散均匀，有利于复合材料力学性能的提高和自润滑性能的释放，本发明优选对超高分子量聚乙烯的粒径进行了限定，所述超高分子量聚乙烯的粒径优选为10～200um，更优选为50～150um，最优选为80～120um。按照本发明，在复合材料中添加纳米二氧化钛、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯和纳米碳化硅能够增加材料的自润滑性能和耐磨损性能，降低摩擦系数，在复合材料中添加玻璃纤维能够提高材料的拉伸强度，因此通过添加上述组分，能够提高复合材料的综合力学性能。除了上述自润滑组分，本发明在复合材料中还添加了0～15重量份的二硫化钼、石墨、氧化锌和六钛酸钾，所述二硫化钼的含量优选为5～12重量份；所述石墨的含量优选为5～10重量份；所述氧化锌的含量优选为2～8重量份，所述六钛酸钾的含量优选为2～8重量份。

为了使复合材料的性能更优异，作为优选方案，所述复合材料中还包括多种填料，所述填料包括0.3～20重量份的硬脂酸，0～120重量份的炭黑、5～25重量份的助架桥剂、1～5重量份的硅烷偶联剂、1～15重量份的碳纤维、1～20重量份的增塑剂或1～10重量份的紫外线吸收剂。所述炭黑优选为黑炭黑N220、黑炭黑N330、黑炭黑N550、黑炭黑N660、白炭黑sil-233或白炭黑sil-255。所述助架桥剂优选为三烃甲基丙烷三（2-甲基丙烯酸）酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、共架桥偶联剂ACTIGRAN 50/70或丙烯酸锌。所述助架桥剂优选为10～20重量份，更优选为12～18重量份。

所述硅烷偶联剂的化学通式为（RO）₃Si（CH₂）_n-X，其中，RO代表可水解基团，优选为甲氧基、乙氧基或乙酰氧基；X为有机官能基团，优选为氨基、甲基丙烯酰氧基、环氧基或卤素；n为1、2或3。所述硅烷偶联剂优选为1～5重量份，更优选为2～4.5重量份。

所述增塑剂优选为苯二甲酸酯类、磷酸酯类、脂肪族醇酸类、苯二甲酸二甲氧基乙二醇酯、磷酸三甲苯酯、苯二甲酸二丙二醇酯、三乙二醇二壬酸酯或古马隆-茚树脂。所述增塑剂优选为2～15重量份，更优选为3～5重量份。所述硬脂酸优选为0.5～1.5重量份，所述白炭黑优选为20～50重量份，更优选为30～40重量份，所述操作助剂优选为3～8重量份，更优选为4～6重量份，所述紫外线吸收剂优选为2～8重量份，更优选为3～6重量份。所述硬脂酸、炭黑、助架桥剂、硅烷偶联剂、增塑剂、碳纤维、紫外线吸收剂这些填料都是橡胶加工中的助剂，添加上述填料能够使复合材料加工方便和易流动，同时也能增强复合材料的力学性能。

本发明还提供了一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将90～110重量份的橡胶、0.5～5重量份的过氧化物引发剂、4～30重量份的交联剂、1～15重量份的纳米二氧化钛、5～40重量份的纳米碳化硅、5～30重量份的超高分子量聚乙烯、2～20重量份的聚四氟乙烯、2～20重量份的玻璃纤维、0～15重量份的二硫化钼、0～15重量份的石墨、0～10重量份的氧化锌和0～10重量份的六钛酸钾置于密炼机中混炼，得到混炼胶；

将所述混炼胶置于模具中，加压硫化后，得到复合材料。

按照本发明，作为优选方案，所述密炼机的腔体温度为20～100℃，主轴转速为5～150rpm。为了使硫化反应能够进行彻底，所述模具中涂有脱模剂，所述模具优选预热至135～175℃。作为优选方案，将硫化后的混炼胶脱模，室温静置至少16h后，得到复合材料。

为了保证复合材料具有更优异的耐磨损性能和力学性能，复合材料中还包括多种填料，所述填料优选为硬脂酸、炭黑、助架桥剂、硅烷偶联剂、增塑剂、操作助剂或紫外线吸收剂。当复合材料中含有上述填料时，作为优选方案，所述复合材料具体按照下述方法制备：

将90～110重量份的橡胶、0.5～5重量份的过氧化物引发剂、4～30重量份的交联剂、1～15重量份的纳米二氧化钛、5～40重量份的纳米碳化硅、5～30重量份的超高分子量聚乙烯、2～20重量份的聚四氟乙烯粉、0.3～2.0重量份的硬脂酸、0～120重量份的炭黑、1～10重量份的紫外线吸收剂和2～20重量份的玻璃纤维置于密炼机中混炼，得到第一混炼胶；

将所述第一混炼胶自密炼机中取出，将所述第一混炼胶、1～5重量份的硅烷偶联剂和1～20重量份的增塑剂置于双棍开炼机中混炼，得到第二混炼胶；

将所述第二混炼胶置于模具中，加压硫化，得到第一复合材料。

在上述制备第一复合材料的过程中，所述硅烷偶联剂与所述增塑剂为液态的，若直接放在混炼机中与其他组分混炼，所述硅烷偶联剂与所述增塑剂粘在密炼机的内壁上，因此本发明采用将所述偶联剂与所述增塑剂在双棍开炼机中与所述第一混炼胶混炼。

本发明将无机纳米粒子及自润滑组分纳米二氧化钛、纳米碳化硅、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯引入到复合材料中，上述组分通过交联剂和过氧化物引发剂与橡胶形成结晶的、共价交联的复合材料，从而使高分子复合材料的摩擦系数极低，自润滑性能优异，具有很强的抗冲击性能和优异的力学性能。由于本发明的复合材料以橡胶为主体材料，其能够与金属直接粘结，从而避免了在制备过程中与金属粘结的复杂工艺，简化了工艺流程。将本发明的复合材料应用于滑动轴承，可使滑动轴承具有自润滑性能优异，耐摩擦磨损性能优异，能够最大程度的减少特殊工况下对轴的磨损，提高了轴的使用寿命。实验结果表明，复合材料的拉伸强度为30～35MPa，断裂伸长率为140%～185%，硬度为60～70D；与金属剪切强度为6～7MPa。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的复合材料及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

将密炼机腔体加热至105℃，主轴转速控制在25～30rpm，100重量份的丁腈橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入0.5重量份的硬脂酸、40重量份的炭黑N220、5重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、5重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、5重量份的超高分子量聚乙烯粉、1重量份的烯丙基三乙氧基硅烷、10重量份的二硫化钼、25重量份的聚四氟乙烯粉、15重量份的纳米二氧化钛、30重量份的纳米碳化硅、5重量份的玻璃纤维，扭矩恒定后，控制主轴转速在30～60rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

将上述混炼胶加入涂刷脱模剂，170℃预热的模具中，20Mpa压力下，加压硫化40min，脱模，室温放置16小时后，得到滑动轴承用复合材料制品。

实验结果表明：材料的密度为1.28g/cm^-3（GB/T 1033.1-2008）；冲击强度为拉伸强度为31.5Mpa（GB/T 1701-2001），断裂伸长率为165%（GB/T1701-2001）；冲击强度为80KJ/m^-2（GB/T1843-2008），硬度为64D（GB/T2411-2008）；吸水率为0.129%（GB/T1034-2008），线胀系数9.0×10^-5℃（GB/T 1036-2008），耐低温性能≤-65℃（GB/T 1682-94）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）；

图1为实施例1的滑动轴承摩擦系数-转数关系曲线。测试仪器为济南益华摩擦学测试技术有限公司生产的MRH-3型高速环块摩损试验机，加载压强为2.5MPa，环块尺寸为12.3×19×12.4mm。

图2为实施例1的滑动轴承用复合材料的磨损性能对比数据，由图可见，本发明的复合材料耐磨损性能明显优于聚四氟乙烯材料，橡胶材料，也优于目前垄断水润滑轴承市场的塞龙compac材料。

实施例2

将密炼机腔体加热至55℃，主轴转速控制在25～30rpm，将100重量份的聚醚型聚氨酯生胶加入到密炼机中，同时加入0.5重量份的硬脂酸、35重量份的白炭黑、14重量份的助架桥剂ACTIGRAN 50/70、2重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、10重量份的甲基丙烯酸甘油酯、4重量份的对苯二酚二（2-羟乙基）醚（HQEE）、10重量份的超高分子量聚乙烯粉、5重量份的聚四氟乙烯粉、10重量份的纳米二氧化钛、8重量份的纳米碳化硅、4重量份的紫外线吸收剂1010、5重量份的玻璃纤维，扭矩恒定后，控制主轴转速在25～30rpm下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼过程中加入5重量份的硅烷偶联剂KH560、5重量份的增塑剂TP95，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

将上述混炼胶加入涂刷脱模剂，145℃预热的模具中，20Mpa压力下，加压硫化40min，脱模，室温放置16小时后，得到滑动轴承用复合材料制品。

实验结果表明：材料的拉伸强度为30.5Mpa，断裂伸长率为180%（GB/T 1701-2001）；硬度为65D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例3

将密炼机腔体加热至85℃，主轴转速控制在25～30rpm，100重量份的丁腈橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入1.0重量份的硬脂酸、40重量份的炭黑N220、2重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、10重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、10重量份的二硫化钼、5重量份的石墨、8重量份的氧化锌、10重量份的超高分子量聚乙烯粉、5重量份的聚四氟乙烯粉、10重量份的纳米二氧化钛、8重量份的纳米碳化硅、5重量份的玻璃纤维，扭矩恒定后，控制主轴转速在35～60rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼过程中加入5重量份的硅烷偶联剂KH560、20重量份的古马隆树脂，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

将上述混炼胶加入涂刷脱模剂，175℃预热的模具中，20Mpa压力下，加压硫化40min，脱模，室温放置16小时后，得到滑动轴承用复合材料制品。

实验结果表明：材料的拉伸强度为32.5Mpa，断裂伸长率为185%（GB/T 1701-2001）；硬度为62D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例4

将密炼机腔体加热至120℃，主轴转速控制在25～30rpm，100重量份的硅橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入2.0重量份的硬脂酸、40重量份的炭黑N330、5重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、20重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、30重量份的超高分子量聚乙烯粉、10重量份的聚四氟乙烯粉、5重量份的纳米二氧化钛、5重量份的纳米碳化硅、2重量份的紫外线吸收剂1010、10重量份的玻璃纤维、5重量份的二硫化钼、10重量份的石墨和3重量份的氧化锌，扭矩恒定后，控制主轴转速在40～80rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

实验结果表明：材料的拉伸强度为33.0Mpa，断裂伸长率为145%（GB/T 1701-2001）；硬度为66D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例5

将密炼机腔体加热至105℃，主轴转速控制在40～80rpm，100重量份的氢化丁腈橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入2.0重量份的硬脂酸、45重量份的炭黑N330、2重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、15重量份的甲基丙烯酸甘油酯、30重量份的超高分子量聚乙烯粉、4重量份的硅烷偶联剂KH560、10重量份的聚四氟乙烯粉、5重量份的纳米二氧化钛、5重量份的纳米碳化硅、10重量份的玻璃纤维、5重量份的二硫化钼、10重量份的石墨、3重量份的氧化锌，扭矩恒定后，控制主轴转速在40～80rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

将上述混炼胶加入涂刷脱模剂，165℃预热的模具中，20Mpa压力下，加压硫化40min，脱模，室温放置16小时后，得到滑动轴承用复合材料制品。

实验结果表明：材料的拉伸强度为33.0Mpa，断裂伸长率为175%（GB/T 1701-2001）；硬度为65D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例6

将密炼机腔体加热至100℃，主轴转速控制在40～80rpm，100重量份的氯化聚乙烯橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入1.0重量份的硬脂酸、45重量份的白炭黑、2重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、25重量份的甲基丙烯酸甘油酯、30重量份的超高分子量聚乙烯粉、10重量份的聚四氟乙烯粉、5重量份的纳米二氧化钛、4重量份的硅烷偶联剂KH560、5重量份的纳米碳化硅、10重量份的玻璃纤维、5重量份的二硫化钼、10重量份的石墨和3重量份的氧化锌，扭矩恒定后，控制主轴转速在40～80rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

实验结果表明：材料的拉伸强度为32.0Mpa，断裂伸长率为165%（GB/T 1701-2001）；硬度为65D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例7

将密炼机腔体加热至85℃，主轴转速控制在25～30rpm，100重量份的聚醚型聚氨酯生胶加入到密炼机中，同时加入2.0重量份的硬脂酸、10重量份的白炭黑、25重量份的助架桥剂ACTIGRAN 50/70、5重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、10重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、30重量份的超高分子量聚乙烯粉、20重量份的聚四氟乙烯粉、15重量份的纳米二氧化钛、40重量份的纳米碳化硅，2重量份的紫外线吸收剂1010、10重量份的玻璃纤维、3重量份的氧化锌，扭矩恒定后，控制主轴转速在25～30rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼过程中加入4重量份的硅烷偶联剂KH560、5重量份的增塑剂TP95，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

实验结果表明：材料的拉伸强度为33.5Mpa，断裂伸长率为175%（GB/T 1701-2001）；硬度为65D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

实施例8

将密炼机腔体加热至95℃，主轴转速控制在60～120rpm，100重量份的丁腈橡胶生胶加入到密炼机中，同时加入2.0重量份的硬脂酸、35重量份的炭黑N220、5重量份的助架桥剂TMPTMA、2重量份的过氧化二异丙苯（DCP）、15重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、15重量份的超高分子量聚乙烯粉、15重量份的聚四氟乙烯粉、5重量份的纳米二氧化钛、15重量份的纳米碳化硅，3重量份的硅烷偶联剂KH560、15重量份的玻璃纤维、8重量份的二硫化钼、9重量份的石墨、5重量份的氧化锌，扭矩恒定后，控制主轴转速在60～120rpm条件下，继续混炼10min后取出混炼胶。将混炼胶转移至双辊开炼机上进行混炼，混炼均匀后，调整开炼机双辊间距，得到需要厚度的混炼胶。

实验结果表明：材料的拉伸强度为31.0Mpa，断裂伸长率为155%（GB/T1701-2001）；硬度为65D（GB/T2411-2008）；与金属粘接剪切强度为6Mpa（GB/T13936-1992）。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种复合材料，包括：

90～110重量份的橡胶；

1～15重量份的纳米二氧化钛；

2～20重量份的玻璃纤维；

5～30重量份的超高分子量聚乙烯；

2～20重量份的聚四氟乙烯；

5～40重量份的纳米碳化硅；

0.5～5重量份的过氧化物引发剂；

4～30重量份的交联剂；

0～15重量份的二硫化钼；

0～15重量份的石墨；

0～10重量份的氧化锌；

0～10重量份的六钛酸钾；

所述橡胶包括硅橡胶、氢化丁腈橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶或氯化聚乙烯橡胶。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述橡胶的含量为95～105重量份。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯过氧化甲乙酮、2，4-二氯过氧化苯甲酰、2，5-二甲基2，5--二叔丁基过氧化已烷或过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述交联剂为N，N'-间亚苯基双马来酰亚胺、甲基丙烯酸甘油酯、三聚氰酸三丙烯酯、三羟甲基丙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、对苯二酚二(2-羟乙基)醚、乙二醇、丁二醇、己二醇、1，4-丁二醇、甲苯二异氰酸酯二聚体、甲苯二异氰酸酯三聚体和二苯甲烷-4，4'-二异氰酸酯二聚体中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的数均分子量为1000000～30000000，粒径为10～200um。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括：0.3～20重量份的硬脂酸，0～120重量份的炭黑、5～25重量份的助架桥剂、1～5重量份的硅烷偶联剂、1～20重量份的增塑剂、1～15重量份的碳纤维或1～10重量份的紫外线吸收剂。

7.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述助架桥剂为三烃甲基丙烷三(2-甲基丙烯酸)酯、三烯丙基异三聚氰酸酯或丙烯酸锌。

8.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述混炼胶置于模具中，加压硫化后，得到复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述密炼机的腔体温度为20～150℃，主轴转速为5～150rpm；所述混炼的时间为5～60min。