CN106188830A - 基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，包括以下步骤：A、以重量分数计数，将5‑10份纳米填料，60‑75份聚丙烯树脂，15‑25份玻璃纤维及0.5‑1.5份抗氧化剂，在200‑350℃的温度下熔融共混，获得纳米复合材料；B、将步骤A中获得的纳米复合材料进行冷却处理，将温度降至60‑80℃；C、在等径角挤压模具中对经过步骤B处理的纳米复合材料进行等径角挤压处理。本发明由于添加了纳米二氧化硅等填料使得产品材质的韧性及强度获得极大的提高；等径角挤压处理步骤可在保持产品形状不变情况下实现大塑性变形，可获得超细晶粒、高强度、高韧性的高性能产品，整个等径角挤压过程只需十几秒到几十秒，时间非常短，工作效率高。

Description

基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法
技术领域
本发明涉及一种基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法。
背景技术
超细晶材料因其独特的微观组织而具有优异的力学和物理性能，使其成为材料研究领域的热点之一。基于连续挤压技术的等径角挤压不但具备ECAP的工艺特点，同时还有其它独特的优越性：1)工艺简单，可连续操作。连续等径角挤压变形是靠挤压轮与坯料之间的摩擦力来驱动，其操作不受最大行程的限制，可以不间断地连续变形。2)产品的长度不受限制，可满足大规模工业化生产的需要。
高分子复合材料因质量轻、强度高，广泛用于建筑结构、输送管道结构、交通工具结构及其它工业结构，但现有技术中，利用等径角挤压工艺提高高分子复合材料强度及韧性的技术还不够成熟，对于高分子复合材料的生产技术有待进一步提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，能够改进现有技术的不足，提高高分子复合材料的强度及韧性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，包括以下步骤：
A、以重量分数计数，将5-10份纳米填料，60-75份聚丙烯树脂，15-25份玻璃纤维及0.5-1.5份抗氧化剂，在200-350℃的温度下熔融共混，获得纳米复合材料；
B、将步骤A中获得的纳米复合材料进行冷却处理，将温度降至60-80℃；
C、在等径角挤压模具中对经过步骤B处理的纳米复合材料进行等径角挤压处理。
作为优选，步骤A中，所述纳米填料为纳米级二氧化硅、氧化锡及氧化铝中的一种或几种的混合。
作为优选，步骤C中，挤压成型的挤压比可选用10-100，挤压速度可选用40mm/s-300mm/s。
作为优选，步骤C中，等径角挤压处理的角度可选用60°～135°，等径角挤压次数可选用3-15次。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明由于添加了纳米二氧化硅等填料使得产品材质的韧性及强度获得极大的提高；等径角挤压处理步骤可在保持产品形状不变情况下实现大塑性变形，可获得超细晶粒、高强度、高韧性的高性能产品，整个等径角挤压过程只需十几秒到几十秒，时间非常短，工作效率高。
具体实施方式
实施例1
基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，包括以下步骤：
A、以重量分数计数，将9份纳米级二氧化硅填料，70份聚丙烯树脂，20份玻璃纤维及1份抗氧化剂，在300℃的温度下熔融共混，获得纳米复合材料；
B、将步骤A中获得的纳米复合材料进行冷却处理，将温度降至70℃；
C、在等径角挤压模具中对经过步骤B处理的纳米复合材料进行等径角挤压处理；挤压成型的挤压比为10，挤压速度可选用45mm/s，等径角挤压处理的角度选用90°，等径角挤压次数可选用5次。
本实施例的基于等径角挤压工艺制备的纳米复合材料比传统的高分子材料强度提高四倍以上；等径角挤压处理步骤可在保持产品形状不变情况下实现大塑性变形，可获得超细晶粒、高强度、高韧性的高性能产品，整个等径角挤压过程只需十几秒到几十秒，时间非常短，工作效率高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、以重量分数计数，将5-10份纳米填料，60-75份聚丙烯树脂，15-25份玻璃纤维及0.5-1.5份抗氧化剂，在200-350℃的温度下熔融共混，获得纳米复合材料；
B、将步骤A中获得的纳米复合材料进行冷却处理，将温度降至60-80℃；
C、在等径角挤压模具中对经过步骤B处理的纳米复合材料进行等径角挤压处理。
2.根据权利要求1所述的基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤A中，所述纳米填料为纳米级二氧化硅、氧化锡及氧化铝中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求1所述的基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤C中，挤压成型的挤压比可选用10-100，挤压速度可选用40mm/s-300mm/s。
4.根据权利要求1所述的基于等径角挤压工艺制备纳米复合材料的方法，其特征在于：步骤C中，等径角挤压处理的角度可选用60°～135°，等径角挤压次数可选用3-15次。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105623097A (zh) * 2016-03-02 2016-06-01 北京航天试验技术研究所 一种纳米材料复合长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法

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Non-Patent Citations (1)

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Title
王金龙: "等通道转角挤压自增强HDPE和PP结构与性能研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕）工程科技Ⅰ辑》 *

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