耐腐蝕硝化纖維複合材料的製作方法

2023-10-09 15:09:54 1

本發明涉及一種耐腐蝕硝化纖維複合材料。

背景技術：

複合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料複合而成。20世紀40年代，因航空工業的需要，發展了玻璃纖維增強塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現了複合材料這一名稱。50年代以後，陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化矽纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體複合，構成各具特色的複合材料。

現代高科技的發展離不開複合材料，複合材料[1]對現代科學技術的發展，有著十分重要的作用。複合材料的研究深度和應用廣度及其生產發展的速度和規模，已成為衡量一個國家科學技術先進水平的重要標誌之一。進入21世紀以來，全球複合材料市場快速增長，亞洲尤其中國市場增長較快。2003～2008年間中國年均增速為15%，印度為9.5%，而歐洲和北美年均增幅僅為4%。60年代，為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要，先後研製和生產了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化矽纖維等）為增強材料的複合材料，其比強度大於4×10釐米（cm），比模量大於4×10cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂複合材料相區別，將這種複合材料稱為先進複合材料。按基體材料不同，先進複合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基複合材料。其使用溫度分別達250～350℃、350～1200℃和1200℃以上。先進複合材料除作為結構材料外，還可用作功能材料，如梯度複合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能複合材料)、機敏複合材料（具有感覺、處理和執行功能，能適應環境變化的功能複合材料）、仿生複合材料、隱身複合材料等。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種耐腐蝕硝化纖維複合材料，具有優良的耐腐蝕和抗老化等特點。

本發明的技術方案是：一種耐腐蝕硝化纖維複合材料，所述耐腐蝕硝化纖維複合材料包括最上層的硝化纖維、中間層的抗菌潤滑劑和基礎層的聚四氟乙烯組合而成，所述抗菌潤滑劑包括烷基季銨鹽和烷基磺酸鹽，所述的硝化纖維佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的19%-22%，所述的抗菌潤滑劑佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的10%-13%，所述的聚四氟乙烯佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的64%-69%。

在本發明一個較佳實施例中，所述硝化纖維包括纖維素硝酸酯。

在本發明一個較佳實施例中，所述的硝化纖維佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的21%，所述的抗菌潤滑劑佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的12%，所述的聚四氟乙烯佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的67%。

本發明的一種耐腐蝕硝化纖維複合材料，具有優良的耐腐蝕和抗老化等特點。

具體實施方式

下面結合對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

在一實施例中，所述耐腐蝕硝化纖維複合材料包括最上層的硝化纖維、中間層的抗菌潤滑劑和基礎層的聚四氟乙烯組合而成，所述抗菌潤滑劑包括烷基季銨鹽和烷基磺酸鹽，所述的硝化纖維佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的19%-22%，所述的抗菌潤滑劑佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的10%-13%，所述的聚四氟乙烯佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的64%-69%。

進一步說明，所述硝化纖維包括纖維素硝酸酯，所述的硝化纖維佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的21%，所述的抗菌潤滑劑佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的12%，所述的聚四氟乙烯佔耐腐蝕硝化纖維複合材料總體分量的67%。

進一步說明，聚四氟乙烯可以在260℃高溫下長期使用，-268℃低溫下短期使用。介電性能不僅優異，且不受工作環境、溫度、溼度和工作頻率的影響。在高溫下也不與強酸、強鹼和強氧化劑起作用，即使在「王水」中煮沸也無變化，故有「塑料王」之稱。潤滑性特別是自潤滑性很好，對鋼的靜摩擦係數僅0.02，動摩擦係數0.03，自摩擦係數0.01。主要缺點是有冷流性，在負荷和高速條件下尺寸不穩定;剛性、耐磨和壓縮強度較差,需加硫化鉬和青銅粉等填料改性；耐輻照性和加工性不好。可熔性聚四氟乙烯不僅具有聚四氟乙烯的原有特性，而且高溫機械性能（250℃拉伸強度為13MPa，而聚四氟乙烯為8.5MPa）和加工性能大為改善。氟塑料46的最大優點是加工性、阻氣性和低溫柔性好,耐冷流性優,但耐高低溫性能比聚四氟乙烯差，耐應力開裂性能欠佳。四氟乙烯-六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物改善了氟塑料46的應力開裂性，高溫電性能和力學性能優於氟塑料46和可熔性聚四氟乙烯。聚三氟氯乙烯的特點是透明性、尺寸穩定性和粘接性好，但耐溫性較差。聚偏氟乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物都是機械強度好和韌性大的氟樹脂，耐輻照性優良；聚偏氟乙烯還是壓電性和熱電性極好的功能材料。聚氟乙烯薄膜可耐大氣老化30年以上。

在進一步說明，硝化纖維是一個聚合物。其分子量很大。硝化纖維具有高度可燃性和爆炸性，其危險程度根據硝化程度而定，含氮量在12.5%以上的硝化棉危險性極大，遇火即燃燒。在溫度超過40℃時能加速其分解而自燃。含氮量不足12.5%的硝化棉雖然比較穩定，但受熱或儲存日久，逐漸分解而放出酸，降低著火點，亦有自燃自爆的可能。本發明提供一種耐腐蝕硝化纖維複合材料，具有優良的耐腐蝕和抗老化等特點。

本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本領域的技術人員在本發明所揭露的技術範圍內，可不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。