一種疏水高彈性複合材料及其製備方法與流程
2023-09-18 10:13:35 3
本發明屬於材料領域，涉及多聚物的複合材料，尤其涉及一種疏水高彈性複合材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優於低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受溼度影響，但低溫時變脆，不耐磨、易老化。適於製作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、鹼等有機溶劑對它幾乎不起作用，可用於食具；然後如何將填料粒子與聚丙烯更好的相容，是決定複合材料品質的關鍵因素，影響聚合物無機納米複合材料性能的關鍵因素主要色括：無機納米粒子與聚合物基體之間的容性；納米粒子在聚合物基體中的分散狀態；二者界面間的和互作用。然而，由於納米粒子自身的團聚效應，致使其難以均勻地分散在聚合物基體中形成納米複合材料。因此，為了改善無機納米粒子在聚合物基體中的分散及界面間相互作用力，通常需要對無機納米粒子表面進行共價或非共價鍵功能化改性。共價鍵功能化改性是目前最為廣泛、有效的改性方法，相比較於非共價鍵改性，改性劑分子主要通過共價鍵作用和無機納米粒子連接在一起，其相互作用強，結構穩定。同時還可以通過共價鍵改性在無機納米粒子表面引入活性官能團或位點，進一步通過接枝或原位聚合方法製備聚合物納米複合材料，有利於獲得分散性好、相互作用力強、性能優異的聚合物納米複合材料。
技術實現要素：
本發明的目的在於改善填料粒子在聚合物中的分散性，提高成品的穩定性，提供一種疏水高彈性複合材料及其製備方法。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種疏水高彈性複合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
硫化亞錫0.6-1、聚苯並咪唑1-2、十二氟庚基丙基三甲氧基矽烷0.3-1、熱塑性聚氨酯10-13、壬二酸二辛酯3-5、高密度聚丙烯100-120、鉬酸銨1-2、乙醯丙酮釩0.1-0.3、六甲基磷醯三胺0.5-1、膨潤土10-13、聚四氫呋喃醚二醇3-4、十二烷基磺酸鈉0.7-1、蓖麻酸鈣1-2、二乙烯基苯0.1-0.2、棕櫚蠟3-4、烯基琥珀酸酐0.8-2。
一種疏水高彈性複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)取上述烯基琥珀酸酐，加入到其重量17-20倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為54-60℃，保溫攪拌6-10分鐘，加入上述鉬酸銨，攪拌均勻，得酸酐水溶液；
(2)將上述蓖麻酸鈣加入到其重量20-34倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌7-10分鐘，加入上述聚苯並咪唑，攪拌至常溫，與上述二乙烯基苯混合，超聲2-3分鐘，得交聯醇液；
(3)將上述膨潤土在700-750℃下煅燒1-2小時，冷卻，磨成細粉，加入到3-5mol/l的硫酸溶液中，浸泡40-50分鐘，過濾，將沉澱與六甲基磷醯三胺混合，加入到混合料重量6-10倍的去離子水中，攪拌均勻，得硅藻土分散液；
(4)取上述高密度聚丙烯重量的17-20％，加入到交聯醇液中，攪拌均勻，升高溫度為70-75℃，加入上述酸酐水溶液、十二烷基磺酸鈉，保溫攪拌1-2小時，加入上述硫化亞錫、硅藻土分散液，超聲20-30分鐘，過濾，將沉澱水洗3-4次，在50-60℃下真空乾燥1-2小時，得改性硅藻土；
(5)將上述改性硅藻土與剩餘各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機，熔融擠出，冷卻，即得所述複合材料。
本發明的優點：
本發明加入的熱塑性聚氨酯可以有效的提高成品複合材料的彈性，從而提高其抗壓性能，本發明將填料通過酸酐水溶液的交聯處理，提高了其與聚合物的相容性，提高了成品的耐候性和穩定性，本發明還加入了十二氟庚基丙基三甲氧基矽烷，可以有效的提高成品表面的疏水性，本發明的複合材料可以作為大型機械的墊片材料，也可以作為隔水材料等，應用廣泛，綜合性能優越。
具體實施方式
實施例1
一種疏水高彈性複合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
硫化亞錫0.6、聚苯並咪唑2、十二氟庚基丙基三甲氧基矽烷0.3、熱塑性聚氨酯13、壬二酸二辛酯5、高密度聚丙烯120、鉬酸銨1、乙醯丙酮釩0.3、六甲基磷醯三胺0.5、膨潤土10、聚四氫呋喃醚二醇3、十二烷基磺酸鈉0.7、蓖麻酸鈣2、二乙烯基苯0.2、棕櫚蠟4、烯基琥珀酸酐0.8。
一種疏水高彈性複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)取上述烯基琥珀酸酐，加入到其重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，升高溫度為60℃，保溫攪拌6分鐘，加入上述鉬酸銨，攪拌均勻，得酸酐水溶液；
(2)將上述蓖麻酸鈣加入到其重量34倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為75℃，保溫攪拌10分鐘，加入上述聚苯並咪唑，攪拌至常溫，與上述二乙烯基苯混合，超聲2分鐘，得交聯醇液；
(3)將上述膨潤土在750℃下煅燒2小時，冷卻，磨成細粉，加入到5mol/l的硫酸溶液中，浸泡50分鐘，過濾，將沉澱與六甲基磷醯三胺混合，加入到混合料重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，得硅藻土分散液；
(4)取上述高密度聚丙烯重量的20％，加入到交聯醇液中，攪拌均勻，升高溫度為75℃，加入上述酸酐水溶液、十二烷基磺酸鈉，保溫攪拌1小時，加入上述硫化亞錫、硅藻土分散液，超聲30分鐘，過濾，將沉澱水洗3次，在60℃下真空乾燥1小時，得改性硅藻土；
(5)將上述改性硅藻土與剩餘各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機，熔融擠出，冷卻，即得所述複合材料。
性能測試：
拉伸強度23.6MPa；
斷裂伸長率341％。