CN107828133A - 一种碳纳米管‑二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种碳纳米管‑二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳纳米管‑二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料，其特征在于，将二氧化钛粉体干燥后放入高速混合机中充分搅拌，将偶联剂和丙酮混合后分多次喷洒在粉体上，改性处理；向碳纳米管中加入王水，油浴加热，低速电磁搅拌回流，冷却后加入等体积蒸馏水稀释，减压过滤、烘干得氧化碳纳米管；将微晶白云母粉、纳米二氧化硅烘干；将蒸馏水与无水乙醇混合得稀释剂；将KH550与稀释剂混合得改性剂；将干燥粉体、改性剂投入高速混合机中，混合修饰改性得到改性粉体；将聚丙烯树脂、PA6、马来酸酐接枝聚乙烯及前面所得物料均匀混合，在双辊混炼机上混炼后，在挤出机上挤出混炼，然后在平板硫化机上预热、热压成型，得所述复合材料。

Description

一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料 及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法。
背景技术
聚丙烯作为一种广泛应用的通用塑料，原料来源丰富、价格低廉，与其它通用塑料相比，具有较好的综合性能。聚丙烯结构规整而易于结晶，生成的球晶较大，使其易产生裂纹，同时，由于聚丙烯也存在成型收缩率大、脆性高，缺口冲击强度低的问题，大大限制了进一步应用。因此，对聚丙烯进行增韧、增强改性显得尤为重要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，依照该工艺制备的复合材料耐磨损、抗老化。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将6-9重量份二氧化钛粉体在80-90℃电热鼓风干燥箱中干燥3-4h，放入60-70℃高速混合机中充分搅拌30-40min后，将0.2-0.5重量份偶联剂和丙酮1:2-3混合后分多次喷洒在粉体上，改性处理10-20min；
b. 向1-2重量份碳纳米管中1:10-20加入王水，油浴加热至45-55℃，低速电磁搅拌回流1-2h，冷却后加入等体积蒸馏水稀释，再冷却、减压过滤、水洗至中性，放入110-120℃烘箱中烘干，得氧化碳纳米管；
c. 填料粉体的偶联改性工艺：
将7-9重量份微晶白云母粉、5-8重量份纳米二氧化硅在100-110℃烘箱中烘干4-5h，得干燥粉体；
将蒸馏水与无水乙醇以体积比1:8-10混合，用冰醋酸调pH为3-5，得稀释剂；将0.5-1重量份KH550与稀释剂以体积比1:2-3混合均匀，得改性剂；将干燥粉体、改性剂投入高速混合机中，于110-120℃混合修饰改性40-60min，得到改性粉体；
d. 复合材料混炼、成型工艺：
将70-80重量份聚丙烯树脂、6-9重量份PA6、1-2重量份马来酸酐接枝聚乙烯及a、b、c中所得物料均匀混合，在辊温为170-180℃的双辊混炼机上混炼10-15min后，在200-240℃挤出机上挤出混炼10-20min，然后在模压温度为170-180℃的平板硫化机上预热5-10min，再热压10-20min成型，冷却至室温，得所述复合材料。
其中，步骤a中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201。步骤c中所述高速混合机的转速为3000-5000 r/min。步骤d中所述平板硫化机热压压力为10-12 MPa。
本发明的反应机理及有益效果如下：
用钛酸酯偶联剂对二氧化钛进行表面处理，改善了聚丙烯(PP)的力学性能，提高了复合材料的抗紫外老化性能；用王水对碳纳米管进行表面氧化改性，对PA6有结晶成核作用，与基体的界面作用力强、分散性好，复合材料的耐磨性好。
微晶白云母粉是一种具有高强度、耐热、耐候等优异性能的无机刚性粒子，用硅烷偶联剂KH550对其表面进行修饰改性后，可均匀的分布在基体中，增强了两者间的界面结合力和相容性；形成了有效的应力传递点，提高了复合材料的力学性能，同时，提高了材料的热稳定性和耐热性，延缓了材料老化。用硅烷偶联剂KH550对纳米二氧化硅粉体进行改性处理，偶联剂分子接枝在填料表面，有效降低了改性粉体之间的团聚，以改性纳米二氧化硅为增韧剂，改性微晶白云母粉为增强剂，马来酸酐接枝聚乙烯为增容剂，采用共混填充复合工艺，制备高性能的聚丙烯复合材料。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例
一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 将6kg二氧化钛粉体在80-90℃电热鼓风干燥箱中干燥3h，放入60-70℃高速混合机中充分搅拌35min后，将0.2kg偶联剂和丙酮1:3混合后分多次喷洒在粉体上，改性处理15min；
b. 向2kg碳纳米管中1:15加入王水，油浴加热至45-55℃，低速电磁搅拌回流1h，冷却后加入等体积蒸馏水稀释，再冷却、减压过滤、水洗至中性，放入110-120℃烘箱中烘干，得氧化碳纳米管；
c. 填料粉体的偶联改性工艺：
将9kg微晶白云母粉、8kg纳米二氧化硅在100-110℃烘箱中烘干4h，得干燥粉体；
将蒸馏水与无水乙醇以体积比1:10混合，用冰醋酸调pH为4-5，得稀释剂；将0.5kgKH550与稀释剂以体积比1:3混合均匀，得改性剂；将干燥粉体、改性剂投入高速混合机中，于110-120℃混合修饰改性50min，得到改性粉体；
d. 复合材料混炼、成型工艺：
将80kg聚丙烯树脂、9kg PA6、1kg马来酸酐接枝聚乙烯及a、b、c中所得物料均匀混合，在辊温为170-180℃的双辊混炼机上混炼15min后，在200-240℃挤出机上挤出混炼20min，然后在模压温度为170-180℃的平板硫化机上预热10min，再热压15min成型，冷却至室温，得所述复合材料。
其中，步骤a中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201。步骤c中所述高速混合机的转速为4000 r/min。步骤d中所述平板硫化机热压压力为12 MPa。

Claims (5)

1.一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料，其特征在于：
将二氧化钛粉体干燥后放入高速混合机中充分搅拌，将偶联剂和丙酮混合后分多次喷洒在粉体上，改性处理；向碳纳米管中加入王水，油浴加热，低速电磁搅拌回流，冷却后加入等体积蒸馏水稀释，再冷却、减压过滤、水洗、烘干得氧化碳纳米管；将微晶白云母粉、纳米二氧化硅烘干；将蒸馏水与无水乙醇混合得稀释剂；将KH550与稀释剂混合得改性剂；将干燥粉体、改性剂投入高速混合机中，混合修饰改性得到改性粉体；将聚丙烯树脂、PA6、马来酸酐接枝聚乙烯及前面所得物料均匀混合，在双辊混炼机上混炼后，在挤出机上挤出混炼，然后在平板硫化机上预热、再热压成型，得所述复合材料。
2.一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于：
a. 将6-9重量份二氧化钛粉体在80-90℃电热鼓风干燥箱中干燥3-4h，放入60-70℃高速混合机中充分搅拌30-40min后，将0.2-0.5重量份偶联剂和丙酮1:2-3混合后分多次喷洒在粉体上，改性处理10-20min；
b. 向1-2重量份碳纳米管中1:10-20加入王水，油浴加热至45-55℃，低速电磁搅拌回流1-2h，冷却后加入等体积蒸馏水稀释，再冷却、减压过滤、水洗至中性，放入110-120℃烘箱中烘干，得氧化碳纳米管；
c. 填料粉体的偶联改性工艺：
将7-9重量份微晶白云母粉、5-8重量份纳米二氧化硅在100-110℃烘箱中烘干4-5h，得干燥粉体；
将蒸馏水与无水乙醇以体积比1:8-10混合，用冰醋酸调pH为3-5，得稀释剂；将0.5-1重量份KH550与稀释剂以体积比1:2-3混合均匀，得改性剂；将干燥粉体、改性剂投入高速混合机中，于110-120℃混合修饰改性40-60min，得到改性粉体；
d. 复合材料混炼、成型工艺：
将70-80重量份聚丙烯树脂、6-9重量份PA6、1-2重量份马来酸酐接枝聚乙烯及a、b、c中所得物料均匀混合，在辊温为170-180℃的双辊混炼机上混炼10-15min后，在200-240℃挤出机上挤出混炼10-20min，然后在模压温度为170-180℃的平板硫化机上预热5-10min，再热压10-20min成型，冷却至室温，得所述复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-201。
4.根据权利要求2所述的一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于，步骤c中所述高速混合机的转速为3000-5000 r/min。
5.根据权利要求2所述的一种碳纳米管-二氧化钛填充改性的耐磨抗老化型复合材料的制备方法，其特征在于，步骤d中所述平板硫化机热压压力为10-12 MPa。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110372934A (zh) * 2019-06-12 2019-10-25 李承忠 一种耐高温防老化橡胶输送带的制备方法
CN113677743A (zh) * 2019-04-12 2021-11-19 Mcd技术有限公司 以热塑性聚合物为基体的复合材料的改性剂的生产方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102108152A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 上海普利特复合材料股份有限公司 一种兼具低散发性和优异耐光老化性能的聚丙烯组合物
CN102276914A (zh) * 2011-07-15 2011-12-14 成都理工大学 有机化微晶白云母/尼龙6/pp复合材料的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102108152A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 上海普利特复合材料股份有限公司 一种兼具低散发性和优异耐光老化性能的聚丙烯组合物
CN102276914A (zh) * 2011-07-15 2011-12-14 成都理工大学 有机化微晶白云母/尼龙6/pp复合材料的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙莉等: "碳纳米管在PA6/PP共混体系中的选择分散性", 《合成树脂及塑料》 *
孙莉等: "碳纳米管的表面性质对PA6/PP复合材料摩擦性能的影响", 《塑料》 *
石璞等: "聚丙烯/纳米SiO2复合材料的制备和表征", 《湖南工业大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113677743A (zh) * 2019-04-12 2021-11-19 Mcd技术有限公司 以热塑性聚合物为基体的复合材料的改性剂的生产方法
CN110372934A (zh) * 2019-06-12 2019-10-25 李承忠 一种耐高温防老化橡胶输送带的制备方法

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