CN108752907A - 一种高强度耐磨复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐磨复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。该复合材料包括以下原料：聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶、纳米氮化硅、有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯、聚苯醚接枝马来酸酐、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚丙烯纤维、硅烷偶联剂、增强助剂、耐磨填料。本发明制得的复合材料具有优异的强度和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种高强度耐磨复合材料及其制备方法。
背景技术
热塑性木塑复合材料(WPC)是采用木纤维或植物纤维填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染。目前，提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注。故普通的木塑材料的强度和耐磨性远满足不了实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN105440570A)”公开了一种高强度复合材料，其按重量份比其由以下组分组成：酚醛树脂35-45份；聚乙二醇10-15份；聚苯乙烯10-15份；凹凸棒石15-20份；甲基纤维素2-8份；氧化铝1-6份；硬质酸钙锌1-5份；单硬质酸钙甘油酯1-5份。本发明提供一种高强度复合材料，该高强度复合材料通过原料创新，提高了最终产品的强度和硬度，使其满足能够满足强度要求更高的领域，使本发明复合材料的应用范围进一步扩大，但是其强度和耐磨性能无法满足实际使用时的需求。
中国专利申请文献“一种耐磨型热塑性碳纤维复合材料及其制备方法(申请公布号：CN 107090187A)”公开了一种耐磨型热塑性碳纤维复合材料及其制备方法，该材料由柔性耐磨型碳纤维与热塑性材料组成，其中所述柔性耐磨型碳纤维的结构具体为主体为含碳至少95％的碳纤维，碳纤维外围不规则密布有聚合氯铝及聚合氧铝耐磨基团；通过制备出本质耐磨碳纤维后再采用热塑性材料热冷交替包覆成型而获得。本发明本质耐磨，当应用于磨损环境时其使用寿命远高于常规热塑性碳纤维复合材料。但是其强度和耐磨无法满足实际使用时的需求。
基于此，有必要提供一种高强度耐磨复合材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高强度耐磨复合材料及其制备方法，以解决在中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN105440570A)”和专利申请文献“一种耐磨型热塑性碳纤维复合材料及其制备方法(申请公布号：CN 107090187A)”公开的复合材料的基础上，如何优化组分、用量、方法等，提高该建筑复合材料的的强度和耐磨性的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种高强度耐磨复合材料，包括以下原料：聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶、纳米氮化硅、有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯、聚苯醚接枝马来酸酐、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚丙烯纤维、硅烷偶联剂、增强助剂、耐磨填料；
所述增强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：绢云母15-25份、纳米氮化硅4-8份、多壁碳纳米管2-6份、氧化锌4-8份、水10-20份、白炭黑1-5份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、聚丙烯2-6份、丁二烯橡胶4-8份、纳米二氧化硅2-6份、聚酰胺树脂1-4份、聚四氟乙烯3-6份、硅烷偶联剂2-6份、聚苯硫醚4-8份；
所述耐磨填料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨粉10-20份、二硫化钼4-8份、乙二胺3-6份、改性硅油2-8份、季戊四醇1-5份、白炭黑3-9份、钠基膨润土2-8份、水4-8份、芳纶短纤维3-6份、石油磺酸苯酯2-8份、聚芳醚腈2-6份、硅烷偶联剂1-5份。
优选的，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶80-120份、环氧天然橡胶18-36份、纳米氮化硅8-12份、有机硅树脂8-12份、有机蒙脱土4-6份、磷酸二甲苯酯2-5份、聚苯醚接枝马来酸酐3-6份、硬质酸钙4-8份、陶瓷粉3-6份、凹凸棒土2-8份、轻质碳酸钙1-5份、玻璃纤维3-9份、聚丙烯纤维2-6份、硅烷偶联剂1-3份、增强助剂10-20份、耐磨填料15-25份。
优选的，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶100份、环氧天然橡胶27份、纳米氮化硅10份、有机硅树脂10份、有机蒙脱土5份、磷酸二甲苯酯3.5份、聚苯醚接枝马来酸酐4.5份、硬质酸钙6份、陶瓷粉4.5份、凹凸棒土5份、轻质碳酸钙3份、玻璃纤维6份、聚丙烯纤维4份、硅烷偶联剂2份、增强助剂15份、耐磨填料20份。
优选的，所述增强助剂按如下工艺进行制备：
(1)将绢云母、纳米氮化硅、多壁碳纳米管、氧化锌和水混合研磨成浆状，然后加入白炭黑和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；
(2)向物料a中加入聚丙烯、丁二烯橡胶、纳米二氧化硅、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯混合均匀，于5500-6500r/min转速下搅拌2-4h，然后升温至90-100℃，保温0.5-1.5h，然后加入硅烷偶联剂和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45-55℃的烘箱中干燥1-4h，冷却至室温得到增强助剂。
优选的，所述耐磨填料按如下工艺进行制备：
(1)将石墨粉加热至100-120℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌10-20min，然后加入二硫化钼、乙二胺和改性硅油混合均匀，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到物料A；
(2)将季戊四醇、白炭黑、钠基膨润土和水混合研磨成浆状，然后加入芳纶短纤维和石油磺酸苯酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料B；
(3)将物料A、物料B、聚芳醚腈和硅烷偶联剂混合均匀，搅拌1-3min，于120-130℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到耐磨填料。
本发明还提供了上述高强度耐磨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯橡胶加热熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温搅拌，冷却至室温得到基料；
(2)将步骤(1)得到的基料升温后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温后搅拌，冷却至室温得到交联改性基料；
(3)将环氧天然橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂、增强助剂和耐磨填料混合均匀，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，冷却至室温得到高强度耐磨复合材料。
优选的，所述步骤(1)中，将聚氨酯橡胶加热至130-150℃熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、陶瓷粉、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150-180℃，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温得到基料。
优选的，所述步骤(2)，将步骤(2)得到的基料升温至80-90℃后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温至110-130℃后于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到交联改性基料。
优选的，所述步骤(3)中，一次加热的温度为80-90℃，一次加热的时间为1-2h。
优选的，所述步骤(3)中，二次加热的温度为115-145℃，二次加热的时间为20-40min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明通过聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶、有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯、聚苯醚接枝马来酸酐、硅烷偶联剂、增强助剂、耐磨填料在制备高强度耐磨复合材料中起到了协同作用，协同提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性。
(2)本发明以聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶为主料，赋予补强体系增强强度和耐磨性能，有机硅树脂、有机蒙脱土和磷酸二甲苯酯作为硫化交联体系，作用于环氧天然橡胶的熔融处理过程中，提高了环氧天然橡胶的强度和弹性，添加的聚苯醚接枝马来酸酐作为相容剂，能够有效提高补强体系的相容性能，并且通过将增强助剂和耐磨填料的强度补强和耐磨性补强运用到该复合材料的基料中，有效提高了本发明复合材料的强度和耐磨性能。
(3)本发明实现在补强体系中利用环氧天然橡胶优异的强度和耐磨性能，并在有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯作为硫化体系作用下，以环氧天然橡胶作为补强体系为主料，实现较少的硫化体系作用于环氧天然橡胶，提高了环氧天然橡胶的强度，并且利用了增强助剂的强度补强作用，有效提高了该复合材料的强度，同时与耐磨填料配合，有效提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
本实施例的高强度耐磨复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶116.8份、环氧天然橡胶27份、纳米氮化硅10.3份、有机硅树脂10份、有机蒙脱土5份、磷酸二甲苯酯3.5份、聚苯醚接枝马来酸酐4.5份、硬质酸钙6.2份、陶瓷粉4.7份、凹凸棒土4.8份、轻质碳酸钙3.2份、玻璃纤维5.7份、聚丙烯纤维4.8份、硅烷偶联剂2份、增强助剂15份、耐磨填料20份。
所述增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将23.1份绢云母、5.6份纳米氮化硅、3.9份多壁碳纳米管、5.6份氧化锌和15.4份水混合研磨成浆状，然后加入2.8份白炭黑和4.8份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理33min，然后升温至52℃，于1050r/min转速搅拌33min，然后冷却至室温，于62℃干燥8.2h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入4.3份聚丙烯、5.7份丁二烯橡胶、4.5份纳米二氧化硅、2.6份聚酰胺树脂和4.5份聚四氟乙烯混合均匀，于6358r/min转速下搅拌3.2h，然后升温至95℃，保温1.2h，然后加入4.6份硅烷偶联剂和5.7份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于48℃的烘箱中干燥2.5h，冷却至室温得到增强助剂。
所述耐磨填料按如下工艺进行制备：按重量份将14份石墨粉加热至108℃，保温14min，于746r/min转速搅拌14.6min，然后加入5.7份二硫化钼、4.8份乙二胺和4.6份改性硅油混合均匀，然后升温至174℃，保温2.3h，冷却至室温得到物料A；将3.7份季戊四醇、4.8份白炭黑、5.7份钠基膨润土和5.7份水混合研磨成浆状，然后加入4.8份芳纶短纤维和5.7份石油磺酸苯酯混合均匀，超声处理32min，然后升温至52℃，于1050r/min转速搅拌32min，然后冷却至室温，于65℃干燥8.2h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、4.5份聚芳醚腈和3.2份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌2.4min，于127℃烘箱中干燥2.4h，冷却至室温得到耐磨填料。
所述高强度耐磨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯橡胶加热至147℃熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、凹凸棒土、陶瓷粉、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过34目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至175℃，于1865r/min转速搅拌34min，冷却至室温得到基料；
(2)将(1)得到的基料升温至83℃后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温至124℃后于845r/min转速搅拌1.3h，冷却至室温得到交联改性基料；
(3)将环氧天然橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂、增强助剂和耐磨填料混合均匀，其中一次加热的温度为82℃，一次加热的时间为1.4h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为137℃，二次加热的时间为34min，冷却至室温得到高强度耐磨复合材料。
实施例2
本实施例的高强度耐磨复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶80份、环氧天然橡胶36份、纳米氮化硅8份、有机硅树脂12份、有机蒙脱土4份、磷酸二甲苯酯5份、聚苯醚接枝马来酸酐3份、硬质酸钙8份、陶瓷粉3份、凹凸棒土8份、轻质碳酸钙1份、玻璃纤维9份、聚丙烯纤维2份、硅烷偶联剂3份、增强助剂10份、耐磨填料25份。
所述增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将15份绢云母、8份纳米氮化硅、2份多壁碳纳米管、8份氧化锌和10份水混合研磨成浆状，然后加入5份白炭黑和3份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理40min，然后升温至40℃，于1200r/min转速搅拌20min，然后冷却至室温，于70℃干燥7h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入6份聚丙烯、4份丁二烯橡胶、6份纳米二氧化硅、1份聚酰胺树脂和6份聚四氟乙烯混合均匀，于5500r/min转速下搅拌4h，然后升温至90℃，保温1.5h，然后加入2份硅烷偶联剂和8份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45℃的烘箱中干燥4h，冷却至室温得到增强助剂。
所述耐磨填料按如下工艺进行制备：按重量份将10份石墨粉加热至120℃，保温10min，于850r/min转速搅拌10min，然后加入8份二硫化钼、3份乙二胺和8份改性硅油混合均匀，然后升温至140℃，保温3h，冷却至室温得到物料A；将1份季戊四醇、9份白炭黑、2份钠基膨润土和8份水混合研磨成浆状，然后加入3份芳纶短纤维和8份石油磺酸苯酯混合均匀，超声处理20min，然后升温至60℃，于800r/min转速搅拌40min，然后冷却至室温，于50℃干燥9h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、2份聚芳醚腈和5份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌1min，于130℃烘箱中干燥1h，冷却至室温得到耐磨填料。
所述高强度耐磨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯橡胶加热至130℃熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150℃，于2500r/min转速搅拌20min，冷却至室温得到基料；
(2)将(1)得到的基料升温至90℃后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温至110℃后于850r/min转速搅拌1h，冷却至室温得到交联改性基料；
(3)将环氧天然橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂、增强助剂和耐磨填料混合均匀，其中一次加热的温度为80℃，一次加热的时间为2h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为115℃，二次加热的时间为40min，冷却至室温得到高强度耐磨复合材料。
实施例3
本实施例的高强度耐磨复合材料，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶120份、环氧天然橡胶18份、纳米氮化硅12份、有机硅树脂8份、有机蒙脱土6份、磷酸二甲苯酯2份、聚苯醚接枝马来酸酐6份、硬质酸钙4份、陶瓷粉6份、凹凸棒土2份、轻质碳酸钙5份、玻璃纤维3份、聚丙烯纤维6份、硅烷偶联剂1份、增强助剂20份、耐磨填料15份。
所述增强助剂按如下工艺进行制备：按重量份将25份绢云母、4份纳米氮化硅、6份多壁碳纳米管、4份氧化锌和20份水混合研磨成浆状，然后加入1份白炭黑和6份甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20min，然后升温至60℃，于800r/min转速搅拌40min，然后冷却至室温，于50℃干燥9h，接着研磨得到物料a；然后加入向物料a中加入2份聚丙烯、8份丁二烯橡胶、2份纳米二氧化硅、4份聚酰胺树脂和3份聚四氟乙烯混合均匀，于6500r/min转速下搅拌2h，然后升温至100℃，保温0.5h，然后加入6份硅烷偶联剂和4份聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于55℃的烘箱中干燥1h，冷却至室温得到增强助剂。
所述耐磨填料按如下工艺进行制备：按重量份将20份石墨粉加热至100℃，保温20min，于650r/min转速搅拌20min，然后加入4份二硫化钼、6份乙二胺和2份改性硅油混合均匀，然后升温至180℃，保温1h，冷却至室温得到物料A；将5份季戊四醇、3份白炭黑、8份钠基膨润土和4份水混合研磨成浆状，然后加入6份芳纶短纤维和2份石油磺酸苯酯混合均匀，超声处理40min，然后升温至40℃，于1200r/min转速搅拌20min，然后冷却至室温，于70℃干燥7h，接着研磨得到物料B；将物料A、物料B、6份聚芳醚腈和1份硅烷偶联剂KH-560混合均匀，搅拌3min，于120℃烘箱中干燥3h，冷却至室温得到耐磨填料。
所述高强度耐磨复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯橡胶加热至150℃熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过20目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至180℃，于1500r/min转速搅拌40min，冷却至室温得到基料；
(2)将(1)得到的基料升温至80℃后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温至130℃后于650r/min转速搅拌2h，冷却至室温得到交联改性基料；
(3)将环氧天然橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂、增强助剂和耐磨填料混合均匀，其中一次加热的温度为80℃，一次加热的时间为2h，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，其中，二次加热的温度为115℃，二次加热的时间为40min，冷却至室温得到高强度耐磨复合材料。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度耐磨复合材料的原料中缺少环氧天然橡胶。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度耐磨复合材料的原料中缺少有机硅树脂。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度耐磨复合材料的原料中缺少增强助剂。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备高强度耐磨复合材料的原料中缺少耐磨填料。
对比例5
采用中国专利申请文献“一种高强度复合材料及其制备方法(申请公布号：CN105440570A)”中具体的方法制备复合材料。
对比例6
采用中国专利申请文献“一种耐磨型热塑性碳纤维复合材料及其制备方法(申请公布号：CN 107090187 A)”中具体的方法制备复合材料。
试验例
对实施例1-3和对比例1-6制得的产品进行强度和耐磨性能测试，结果如下表所示：
由上表可知：实施例1-3制得的高强度耐磨复合材料的强度和耐磨性高于对比例1-6制得的复合材料的强度和耐磨性；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例，并且，由对比例1-4可知，环氧天然橡胶、有机硅树脂、增强助剂和耐磨填料具有协同作用，可共同提高本发明的复合材料的强度和耐磨性能。
综上所述，本发明的创造性主要体现在以下几点：
(1)本发明通过聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶、有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯、聚苯醚接枝马来酸酐、硅烷偶联剂、增强助剂、耐磨填料在制备高强度耐磨复合材料中起到了协同作用，协同提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性。
(2)本发明以聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶为主料，赋予补强体系增强强度和耐磨性能，有机硅树脂、有机蒙脱土和磷酸二甲苯酯作为硫化交联体系，作用于环氧天然橡胶的熔融处理过程中，提高了环氧天然橡胶的强度和弹性，添加的聚苯醚接枝马来酸酐作为相容剂，能够有效提高补强体系的相容性能，并且通过将增强助剂和耐磨填料的强度补强和耐磨性补强运用到该复合材料的基料中，有效提高了本发明复合材料的强度和耐磨性能。
(3)本发明实现在补强体系中利用环氧天然橡胶优异的强度和耐磨性能，并在有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯作为硫化体系作用下，以环氧天然橡胶作为补强体系为主料，实现较少的硫化体系作用于环氧天然橡胶，提高了环氧天然橡胶的强度，并且利用了增强助剂的强度补强作用，有效提高了该复合材料的强度，同时与耐磨填料配合，有效提高了该建筑复合材料的强度和耐磨性能。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种高强度耐磨复合材料，其特征在于，包括以下原料：聚氨酯橡胶、环氧天然橡胶、纳米氮化硅、有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯、聚苯醚接枝马来酸酐、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维、聚丙烯纤维、硅烷偶联剂、增强助剂、耐磨填料；
所述增强助剂，以重量份为单位，包括以下原料：绢云母15-25份、纳米氮化硅4-8份、多壁碳纳米管2-6份、氧化锌4-8份、水10-20份、白炭黑1-5份、甲基丙烯酸甲酯3-6份、聚丙烯2-6份、丁二烯橡胶4-8份、纳米二氧化硅2-6份、聚酰胺树脂1-4份、聚四氟乙烯3-6份、硅烷偶联剂2-6份、聚苯硫醚4-8份；
所述耐磨填料，以重量份为单位，包括以下原料：石墨粉10-20份、二硫化钼4-8份、乙二胺3-6份、改性硅油2-8份、季戊四醇1-5份、白炭黑3-9份、钠基膨润土2-8份、水4-8份、芳纶短纤维3-6份、石油磺酸苯酯2-8份、聚芳醚腈2-6份、硅烷偶联剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的高强度耐磨复合材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶80-120份、环氧天然橡胶18-36份、纳米氮化硅8-12份、有机硅树脂8-12份、有机蒙脱土4-6份、磷酸二甲苯酯2-5份、聚苯醚接枝马来酸酐3-6份、硬质酸钙4-8份、陶瓷粉3-6份、凹凸棒土2-8份、轻质碳酸钙1-5份、玻璃纤维3-9份、聚丙烯纤维2-6份、硅烷偶联剂1-3份、增强助剂10-20份、耐磨填料15-25份。
3.根据权利要求2所述的高强度耐磨复合材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：聚氨酯橡胶100份、环氧天然橡胶27份、纳米氮化硅10份、有机硅树脂10份、有机蒙脱土5份、磷酸二甲苯酯3.5份、聚苯醚接枝马来酸酐4.5份、硬质酸钙6份、陶瓷粉4.5份、凹凸棒土5份、轻质碳酸钙3份、玻璃纤维6份、聚丙烯纤维4份、硅烷偶联剂2份、增强助剂15份、耐磨填料20份。
4.根据权利要求1所述的高强度耐磨复合材料，其特征在于，所述增强助剂按如下工艺进行制备：
(1)将绢云母、纳米氮化硅、多壁碳纳米管、氧化锌和水混合研磨成浆状，然后加入白炭黑和甲基丙烯酸甲酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料a；
(2)向物料a中加入聚丙烯、丁二烯橡胶、纳米二氧化硅、聚酰胺树脂和聚四氟乙烯混合均匀，于5500-6500r/min转速下搅拌2-4h，然后升温至90-100℃，保温0.5-1.5h，然后加入硅烷偶联剂和聚苯硫醚混合均匀，水洗，抽滤，置于45-55℃的烘箱中干燥1-4h，冷却至室温得到增强助剂。
5.根据权利要求1所述的高强度耐磨复合材料，其特征在于，耐磨填料按如下工艺进行制备：
(1)将石墨粉加热至100-120℃，保温10-20min，于650-850r/min转速搅拌10-20min，然后加入二硫化钼、乙二胺和改性硅油混合均匀，然后升温至140-180℃，保温1-3h，冷却至室温得到物料A；
(2)将季戊四醇、白炭黑、钠基膨润土和水混合研磨成浆状，然后加入芳纶短纤维和石油磺酸苯酯混合均匀，超声处理20-40min，然后升温至40-60℃，于800-1200r/min转速搅拌20-40min，然后冷却至室温，于50-70℃干燥7-9h，接着研磨得到物料B；
(3)将物料A、物料B、聚芳醚腈和硅烷偶联剂混合均匀，搅拌1-3min，于120-130℃烘箱中干燥1-3h，冷却至室温得到耐磨填料。
6.根据权利要求1-5任一项所述的高强度耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯橡胶加热熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、凹凸棒土、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温搅拌，冷却至室温得到基料；
(2)将步骤(1)得到的基料升温后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温后搅拌，冷却至室温得到交联改性基料；
(3)将环氧天然橡胶一次加热后加入硅烷偶联剂、增强助剂和耐磨填料混合均匀，然后进行二次加热，并加入S2得到的交联改性基料混合搅拌，冷却至室温得到高强度耐磨复合材料。
7.根据权利要求6所述的高强度耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将聚氨酯橡胶加热至130-150℃熔融后得到液体胶料，将纳米氮化硅、硬质酸钙、陶瓷粉、陶瓷粉、轻质碳酸钙、玻璃纤维和聚丙烯纤维混合研磨，过20-40目筛，然后加入到液体胶料中，继续升温至150-180℃，于1500-2500r/min转速搅拌20-40min，冷却至室温得到基料。
8.根据权利要求6所述的高强度耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，将步骤(2)得到的基料升温至80-90℃后加入有机硅树脂、有机蒙脱土、磷酸二甲苯酯和聚苯醚接枝马来酸酐混合均匀，继续升温至110-130℃后于650-850r/min转速搅拌1-2h，冷却至室温得到交联改性基料。
9.根据权利要求6所述的高强度耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，一次加热的温度为80-90℃，一次加热的时间为1-2h。
10.根据权利要求6所述的高强度耐磨复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，二次加热的温度为115-145℃，二次加热的时间为20-40min。
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