CN104909617A - 一种轻质仿陶瓷复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质仿陶瓷复合材料，由以下成分组成：聚酰胺、纳米陶瓷粉、偶联剂、抗氧剂、硬脂酸锌、铝粉，所述成分的质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉60～75％、偶联剂0.2～0.6％、抗氧剂0.5～1％、硬脂酸锌2～5％、铝粉0.5～5％。所述成分在一定条件下经混合、熔融、挤出、造粒得本发明的复合材料。所得仿陶瓷复合材料质轻、机械性能优良、保温性能好而且导热系数低，综合性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，特别是一种轻质仿陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷制品以其自然、美观、耐用、低成本等特点，深受人们喜爱，在生活中随处可见。但是陶瓷也存在着烧制能耗高、笨重、韧性差、耐冲击性能低、易碎等缺点。因此，人们转而对塑料制品替代陶瓷制品产生了较大的兴趣，而且也开发出许多产品，但是塑料制品在实际使用过程中存在很多的缺陷和不便，譬如无法达到具有较高强度的同时具有较高的韧性，普通PP塑质材料质地软，极易扭曲变形影响正常使用；PP塑料低温脆性大；普通的PS塑质材料质地较硬但其韧性差，受力后易发生折断，折断时易发生碎屑飞溅伤人等严重问题。因此，克服传统陶瓷材料的缺点，制备出高性能轻质仿陶瓷复合材料取代现有的陶瓷材料成为一种趋势。
发明内容
本发明针对现有技术不足提供了一种质轻、机械性能优良、保温性能好而且导热系数低的仿陶瓷复合材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种轻质仿陶瓷复合材料，由以下成分组成：聚酰胺、纳米陶瓷粉、偶联剂、抗氧剂、硬脂酸锌、铝粉，所述成分的质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉60～75％、偶联剂0.2～0.6％、抗氧剂0.5～1％、硬脂酸锌2～5％、铝粉0.5～5％。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和/或有机亚磷酸盐。
所述一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度165-180℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度245-255℃，五区温度245-255℃，六区温度245-255℃,七区温度245-255℃，八区温度245-255℃，模头温度为265-280℃，喂料速度为60-80r/min，切粒的速度为160-220r/min。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：本发明所制备的仿陶瓷复合材料既保持类似陶瓷的高刚性，又具备高抗冲击性，而且质量密度小，质轻，克服了陶瓷易碎以及笨重的缺点；本发明所制备的仿陶瓷复合材料保持塑质材料良好的加工性能，可注射、挤出或模压，便于加工，而且不需要高耗能烧制；本发明所制备的仿陶瓷轻质复合材料配合适当的成型工艺可成型表面平整细腻的高光制品，并且可调节各种颜色，得到类似陶瓷的外观；本发明所制备的仿陶瓷轻质复合材料成型后导热系数较低，其制品为热的不良导体，保温效果好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种轻质仿陶瓷复合材料，其组成成分及质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉65％、偶联剂0.5％、抗氧剂0.5％、硬脂酸锌4％、铝粉5％。
本实施例中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和有机亚磷酸盐的复配物。
所述一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度165℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度245℃，五区温度245℃，六区温度245℃,七区温度245℃，八区温度245℃，模头温度为265℃，喂料速度为60r/min，切粒的速度为160r/min。
实施例2：一种轻质仿陶瓷复合材料，其组成成分及质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉70％、偶联剂0.6％、抗氧剂1％、硬脂酸锌2％、铝粉1.4％。
本实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂。
所述一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度180℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度255℃，五区温度255℃，六区温度255℃,七区温度255℃，八区温度255℃，模头温度为280℃，喂料速度为80r/min，切粒的速度为220r/min。
实施例3：一种轻质仿陶瓷复合材料，其组成成分及质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉68％、偶联剂0.2％、抗氧剂0.5％、硬脂酸锌3.5％、铝粉2.8％。
本实施例中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和/或有机亚磷酸盐。
所述一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度170℃，二区温度230℃，三区温度240℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度250℃,七区温度250℃，八区温度250℃，模头温度为270℃，喂料速度为70r/min，切粒的速度为200r/min。
实施例4：一种轻质仿陶瓷复合材料，其组成成分及质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉71％、偶联剂0.5％、抗氧剂0.5％、硬脂酸锌2％、铝粉1％。
本实施例中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和/或有机亚磷酸盐。
所述一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度165℃，二区温度240℃，三区温度250℃，四区温度250℃，五区温度250℃，六区温度255℃,七区温度255℃，八区温度255℃，模头温度为265℃，喂料速度为75r/min，切粒的速度为190r/min。
下表为本发明实施例所得仿陶瓷复合材料的各项性能检测结果。
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 比重 | 2.01 | 1.97 | 1.96 | 2.05 |
| 拉伸强度MPa | 77 | 69 | 68 | 75 |
| 弯曲强度MPa | 118 | 97 | 102 | 111 |
| 导热系数W/m·K | 0.882 | 0.805 | 0.827 | 0.896 |
Claims (5)
1.一种轻质仿陶瓷复合材料，由以下成分组成：聚酰胺、纳米陶瓷粉、偶联剂、抗氧剂、硬脂酸锌、铝粉，所述成分的质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉60～75％、偶联剂0.2～0.6％、抗氧剂0.5～1％、硬脂酸锌2～5％、铝粉0.5～5％。
2.根据权利要求1所述的一种轻质仿陶瓷复合材料，其特征在于：所述成分组成及其质量百分比分别为：聚酰胺25％、纳米陶瓷粉67％、偶联剂0.3％、抗氧剂0.7％、硬脂酸锌4％、铝粉3％。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻质仿陶瓷复合材料，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1或2所述的一种轻质仿陶瓷复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和/或有机亚磷酸盐。
5.权利要求1或2所述的一种轻质仿陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)按所述质量百分比称取所需原料成分；
(2)将纳米陶瓷粉、铝粉置于混合机中混合均匀，然后依次加入偶联剂、聚酰胺、抗氧剂和硬脂酸锌充分混合均匀为预混料；
(3)将步骤(2)所得预混料置于双螺杆挤出机中熔融挤出、造粒既得本发明的轻质仿陶瓷复合材料，所述熔融挤出、造粒的工艺条件为：双螺杆挤出机一区温度165-180℃，二区温度220-240℃，三区温度230-250℃，四区温度245-255℃，五区温度245-255℃，六区温度245-255℃,七区温度245-255℃，八区温度245-255℃，模头温度为265-280℃，喂料速度为60-80r/min，切粒的速度为160-220r/min。
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|---|---|---|---|---|
| CN112457665A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-09 | 山东广垠新材料有限公司 | 仿陶瓷尼龙料及其制备方法 |
| CN113929350A (zh) * | 2020-06-29 | 2022-01-14 | 比亚迪股份有限公司 | 一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102617068A (zh) * | 2012-03-21 | 2012-08-01 | 深圳市科聚新材料有限公司 | 一种仿陶瓷pbt复合材料及其制备方法 |
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- 2015-05-25 CN CN201510270979.9A patent/CN104909617A/zh active Pending
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