CN106479131B - 一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法，通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，40‑60份；聚醚砜树脂，30‑40份；纳米陶瓷粉，25‑35份；改性碳纤维，15‑25份；单硬脂酸甘油酯，15‑25份；十二羟基硬脂酸，10‑20份；磷酸三丁酯，5‑15份；聚乙二醇，4‑8份；所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维浸润在质量浓度为5‑25％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于200℃‑300℃烘箱内烘制0.5‑1.5小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中20‑40分钟，80‑120℃烘干即得。本发明高分子复合材料耐酸碱腐蚀能力强，可以用于酸碱污染重的领域。

Description

一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
高分子复合材料，从狭义上来说是指高分子与另外不同组成、不同形状、不同性质的物质复合而成的多相材料，大致可分为结构复合材料和功能复合材料两种。广义上的高分子复合材料则还包含了高分子共混体系，统称为“高分子合金”。当分散相为金属/无机物时，则称为有机/无机高分子复合材料；而当分散相为异种高分子材料时，则称为高分子共混物。
高分子复合材料应用领域很广，需要面对各种各样苛刻环境的挑战，其中，酸碱腐蚀无疑是最为常见的挑战之一。提高高分子复合材料的耐酸碱腐蚀性能有助于延长其使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料及其制备方法。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料，通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，40-60份；聚醚砜树脂，30-40份；纳米陶瓷粉，25-35份；改性碳纤维，15-25份；单硬脂酸甘油酯，15-25份；十二羟基硬脂酸，10-20份；磷酸三丁酯，5-15份；聚乙二醇，4-8份；所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维浸润在质量浓度为5-25％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于200℃-300℃烘箱内烘制0.5-1.5小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中20-40分钟，80-120℃烘干即得。
优选地，所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
优选地，所述的高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，50份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；改性碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
优选地，所述的高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，40份；聚醚砜树脂，30份；纳米陶瓷粉，25份；改性碳纤维，15份；单硬脂酸甘油酯，15份；十二羟基硬脂酸，10份；磷酸三丁酯，5份；聚乙二醇，4份。
优选地，所述的高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，60份；聚醚砜树脂，40份；纳米陶瓷粉，35份；改性碳纤维，25份；单硬脂酸甘油酯，25份；十二羟基硬脂酸，20份；磷酸三丁酯，15份；聚乙二醇，8份。
上述高分子复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区160-170℃，二区175-185℃，三区190-200℃，四区210-220℃；螺杆转速为220-240rpm，挤出后与150-170℃保温10-20分钟，冷却至室温即得。
优选地，步骤S3双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后与160℃保温15分钟，冷却至室温。
本发明的优点：
本发明提供的高分子复合材料耐酸碱腐蚀能力强，可以用于酸碱污染重的领域。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
实施例1：高分子复合材料的制备
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，50份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；改性碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
所述改性碳纤维的制备方法为：
将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例2：高分子复合材料的制备
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，40份；聚醚砜树脂，30份；纳米陶瓷粉，25份；改性碳纤维，15份；单硬脂酸甘油酯，15份；十二羟基硬脂酸，10份；磷酸三丁酯，5份；聚乙二醇，4份。
所述改性碳纤维的制备方法为：
将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例3：高分子复合材料的制备
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，60份；聚醚砜树脂，40份；纳米陶瓷粉，35份；改性碳纤维，25份；单硬脂酸甘油酯，25份；十二羟基硬脂酸，20份；磷酸三丁酯，15份；聚乙二醇，8份。
所述改性碳纤维的制备方法为：
将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例4：高分子复合材料的制备
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，45份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；改性碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
所述改性碳纤维的制备方法为：
将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例5：高分子复合材料的制备
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，55份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；改性碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
所述改性碳纤维的制备方法为：
将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例6：实施例1的对比，碳纤维不改性
通过如下重量份的原料制备而成：
聚酯树脂，50份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
高分子复合材料的制备方法：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温即得。
实施例7：效果实施例
分别测试实施例1-6高分子复合材料的耐酸碱腐蚀性能，实施例1和6测试结果如下，实施例2-5测试结果与实施例1基本一致。
10mol/L氢氧化钠溶液 10mol/L硝酸溶液
实施例1 120小时表面无变化，强度无降低 120小时表面无变化，强度无降低
实施例6 35小时表面腐蚀严重 50小时表面腐蚀严重
结果表明，本发明高分子复合材料耐酸碱腐蚀能力强，可以用于酸碱污染重的领域。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (6)

1.一种耐酸碱腐蚀的高分子复合材料的制备方法，其特征在于：
所述耐酸碱腐蚀的高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，40-60份；聚醚砜树脂，30-40份；纳米陶瓷粉，25-35份；改性碳纤维，15-25份；单硬脂酸甘油酯，15-25份；十二羟基硬脂酸，10-20份；磷酸三丁酯，5-15份；聚乙二醇，4-8份；所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维浸润在质量浓度为5-25％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于200℃-300℃烘箱内烘制0.5-1.5小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中20-40分钟，80-120℃烘干即得；
制备方法包括如下步骤：
步骤S1，将聚酯树脂和聚醚砜树脂加热熔融后与单硬脂酸甘油酯、十二羟基硬脂酸、磷酸三丁酯和聚乙二醇混合搅拌均匀；
步骤S2，向步骤S1所得混合料中加入纳米陶瓷粉和改性碳纤维，搅拌分散均匀；
步骤S3，将步骤S2所得混合料进行双螺杆挤压，双螺杆挤压各区段温度为：一区160-170℃，二区175-185℃，三区190-200℃，四区210-220℃；螺杆转速为220-240rpm，挤出后与150-170℃保温10-20分钟，冷却至室温即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性碳纤维的制备方法为：将碳纤维浸润在质量浓度为15％的聚丙烯腈乙醇溶液中，再将经浸润处理的碳纤维于250℃烘箱内烘制1小时，然后再浸润在硅烷偶联剂KH560中30分钟，100℃烘干即得。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，50份；聚醚砜树脂，35份；纳米陶瓷粉，30份；改性碳纤维，20份；单硬脂酸甘油酯，20份；十二羟基硬脂酸，15份；磷酸三丁酯，10份；聚乙二醇，6份。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高分子复合材料通过如下重量份的原料制备而成：聚酯树脂，40份；聚醚砜树脂，30份；纳米陶瓷粉，25份；改性碳纤维，15份；单硬脂酸甘油酯，15份；十二羟基硬脂酸，10份；磷酸三丁酯，5份；聚乙二醇，4份。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高分子复合材料通过如下重量份的原料制成：聚酯树脂，60份；聚醚砜树脂，40份；纳米陶瓷粉，35份；改性碳纤维，25份；单硬脂酸甘油酯，25份；十二羟基硬脂酸，20份；磷酸三丁酯，15份；聚乙二醇，8份。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3双螺杆挤压各区段温度为：一区165℃，二区180℃，三区195℃，四区215℃；螺杆转速为230rpm，挤出后于160℃保温15分钟，冷却至室温。
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