CN106947171A

CN106947171A - 一种高性能纳米复合材料

Info

Publication number: CN106947171A
Application number: CN201710306100.0A
Authority: CN
Inventors: 冯志容
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2017-07-14

Abstract

本发明公开了一种高性能纳米复合材料，它涉及纳米复合材料技术领域。所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯35份、有机粘土7份、水滑石12份、聚酰胺树脂13份、纳米粉体28份、消泡剂0.5份、防冻剂0.3份、阻燃剂6份、发泡剂3份、竹炭纤维12份、耐磨剂1.5份、增韧剂POE 10份、交联剂3份、润滑剂8份。使用纳米级有机粘土协同改性聚丙烯材料制得的复合材料具有更高的刚性和韧性，且纳米粉体和耐磨剂相互结合，提高了高性能纳米复合材料的耐磨性能，且原料中添加增韧剂。最终制备的复合材料具有优良的力学性能和热学性能。

Description

一种高性能纳米复合材料

技术领域

本发明涉及一种高性能纳米复合材料，属于纳米复合材料技术领域。

背景技术

复合材料是有有机高分级、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺而成的新型材料，它既能保留原组成材料的重要特点，又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能。还可以通过材料改进使得各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。

复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草或麦秸增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。

现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用。复合材料的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模，已成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一。

纳米复合材料因为具有比传统复合材料更为优异的力学性能、阻隔性能、热稳定性和阻燃性能，而引起人们的广泛关注。目前纳米复合材料的制备中，耐磨性和韧性较差，在现有技术中复合材料刚性和阻燃性能的提高，通常是牺牲其韧性为代价。因此，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案来满足需求。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种高性能纳米复合材料。

本发明的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 30-40份、有机粘土 5-8 份、水滑石 6-15 份、聚酰胺树脂 10-15 份、纳米粉体 25-30份、消泡剂0.3-1份、防冻剂 0.2-0.6份、阻燃剂 5-8 份、发泡剂 1-5份、竹炭纤维 8-18份、耐磨剂 0.5-2 份、增韧剂 POE 7-15份、交联剂1-4份、润滑剂7-10份。

进一步优选，所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯35份、有机粘土 7 份、水滑石 12 份、聚酰胺树脂 13 份、纳米粉体 28份、消泡剂 0.5份、防冻剂 0.3 份、阻燃剂6 份、发泡剂 3 份、竹炭纤维 12份、耐磨剂 1.5份、增韧剂POE 10份、交联剂3份、润滑剂8份。

作为优选，所述的有机粘土为膨润土、蒙脱土、高岭土、云母中的一种或两种以上的组合物，

作为优选，所述的润滑剂包括聚乙烯蜡和硬脂酸钙，其中聚乙烯蜡和硬脂酸钙的质量比为2：1。

作为优选，所述的纳米粉体为表面经硅氧烷类改性的纳米二氧化硅或纳米氧化锌。

本发明的有益效果：使用纳米级有机粘土协同改性聚丙烯材料制得的复合材料具有更高的刚性和韧性，而密度仅少许增加，制品具有更好的实用性和更广泛的使用范围。且纳米粉体和耐磨剂相互结合，提高了高性能纳米复合材料的耐磨性能，同时竹炭纤维又增加了高性能纳米复合材料的韧性，适用范围广。且原料中添加增韧剂。最终制备的复合材料具有优良的力学性能和热学性能，能替代一些在汽车上应用的尼龙件，特别是在汽车保险杠的应用。

具体实施方式：

本具体实施方式采用以下技术方案：所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 30-40份、有机粘土 5-8 份、水滑石 6-15 份、聚酰胺树脂 10-15 份、纳米粉体 25-30份、消泡剂 0.3-1份、防冻剂 0.2-0.6份、阻燃剂 5-8 份、发泡剂 1-5份、竹炭纤维 8-18份、耐磨剂 0.5-2 份、增韧剂 POE 7-15份、交联剂1-4份、润滑剂7-10份。

实施例1：高性能纳米复合材料a由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 30份、有机粘土 5份、水滑石 6 份、聚酰胺树脂 10份纳米粉体 25份、消泡剂 0.3份、防冻剂 0.2份、阻燃剂 5份、发泡剂 1份、竹炭纤维 8份、耐磨剂 0.5份、增韧剂 POE 7份、交联剂1份、润滑剂7份。

高性能纳米复合材料b由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 40份、有机粘土 8份、水滑石 15 份、聚酰胺树脂 15 份、纳米粉体 30份、消泡剂 1份、防冻剂 0.6份、阻燃剂8份、发泡剂 5份、竹炭纤维 18份、耐磨剂 2 份、增韧剂 POE 15份、交联剂4份、润滑剂10份。

高性能纳米复合材料c由以下重量份数原料组成：所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 35份、有机粘土 7 份、水滑石 12 份、聚酰胺树脂13 份、纳米粉体 28份、消泡剂 0.5份、防冻剂 0.3 份、阻燃剂6 份、发泡剂 3 份、竹炭纤维 12份、耐磨剂 1.5份、增韧剂 POE 10份、交联剂3份、润滑剂8份。

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

1.一种高性能纳米复合材料，其特征在于：所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 30-40份、有机粘土 5-8 份、水滑石 6-15 份、聚酰胺树脂 10-15 份、纳米粉体 25-30份、消泡剂 0.3-1份、防冻剂 0.2-0.6份、阻燃剂 5-8 份、发泡剂 1-5份、竹炭纤维 8-18份、耐磨剂 0.5-2 份、增韧剂 POE 7-15份、交联剂1-4份、润滑剂7-10份。

2.按照权利要求1所述的一种高性能纳米复合材料，其特征在于：所述的高性能纳米复合材料由以下重量份数原料组成：改性聚丙烯 35份、有机粘土 7 份、水滑石 12 份、聚酰胺树脂 13 份、纳米粉体 28份、消泡剂 0.5份、防冻剂 0.3 份、阻燃剂6 份、发泡剂 3份、竹炭纤维 12份、耐磨剂 1.5份、增韧剂 POE 10份、交联剂3份、润滑剂8份。

3.按照权利要求1所述的一种高性能纳米复合材料，其特征在于：所述的有机粘土为膨润土、蒙脱土、高岭土、云母中的一种或两种以上的组合物。

4.按照权利要求1所述的一种高性能纳米复合材料，其特征在于：所述的润滑剂包括聚乙烯蜡和硬脂酸钙，其中聚乙烯蜡和硬脂酸钙的质量比为2：1。

5.按照权利要求1所述的一种高性能纳米复合材料，其特征在于：所述的纳米粉体为表面经硅氧烷类改性的纳米二氧化硅或纳米氧化锌。