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      一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏?聚酰胺6復(fù)合材料及其制備方法與流程

      文檔序號(hào):11379398閱讀:760來源:國知局

      本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域,具體涉及一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏-聚酰胺6復(fù)合材料,及其制備工藝。



      背景技術(shù):

      新型超高強(qiáng)水泥基材料復(fù)合材料以其優(yōu)異的抗壓、抗彎、抗拉、耐磨、耐腐蝕等超強(qiáng)耐久性性能,是實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)高強(qiáng)及超高強(qiáng)水泥基材料表現(xiàn)出脆性大、收縮大,早期開裂嚴(yán)重等一系列突出問題。

      張宇在其碩士學(xué)位論文《超高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料及其制品研究》中,利用天然河砂、粉煤灰、礦粉、硅灰等礦物摻合料,以及不同摻量鋼纖維制備系列超高強(qiáng)水泥基復(fù)合材料,單摻粉煤灰或礦粉時(shí)可以明顯改善其工作性,摻高效減水劑也可改善其工作性。但是存在強(qiáng)度、力學(xué)性能不足。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏-聚酰胺6復(fù)合材料及其制備工藝,依照該工藝制備的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性及耐水性。

      本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):

      一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏-聚酰胺6復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,按以下步驟進(jìn)行:

      a.邊攪拌邊將1-2重量份聚乙烯醇粉末1:5-10加入蒸餾水中,使其充分浸潤、溶脹、分散,然后放入85-95℃的熱水浴中加熱,用玻璃棒不斷攪拌至完全溶解,得聚乙烯醇溶液;

      b.邊攪拌邊將3-4重量份氯化鋇1:5-10倒入蒸餾水中,充分?jǐn)嚢枞芙?,得氯化鋇溶液;將2-3重量份甲基硅醇鈉1:5-10溶于蒸餾水中,得甲基硅醇鈉溶液;將a中所得聚乙烯醇溶液與氯化鋇溶液、甲基硅醇鈉溶液混合,攪拌均勻得復(fù)合膠液;將其加入10-20重量份石膏粉中,攪拌均勻,得耐水型石膏;

      c.向1-2重量份偶聯(lián)劑kh560中1:40-50加入乙醇,攪拌稀釋均勻,將b中所得耐水型石膏投入高速混合機(jī)中,升溫至80-90℃,采用霧化方法將稀釋后的偶聯(lián)劑噴霧到石膏中,混合20-40min后,置于60-70℃的真空烘箱中干燥2-3h,得偶聯(lián)改性耐水型石膏;

      d.超聲分散工藝:向4-6重量份聚乙烯吡咯烷酮中1:5-10加蒸餾水,用磁力攪拌器攪拌至完全溶解,得表面活性劑溶液;加入1-2重量份多壁碳納米管,繼續(xù)用磁力攪拌器攪拌10-20min后,置于超聲細(xì)胞破碎儀中超聲30-40min,離心20-30min,得到多壁碳納米管分散液;

      e.將60-80重量份聚酰胺6在90-100℃下烘干6-8h,投入離速混合機(jī)中,將0.5-1重量份白油在噴霧條件下噴灑到聚酰胺6表面,高速混合10-20min;投入c、d中所得物料,高速混合20-30min后,加入到雙螺桿擠出機(jī)中造粒,得到復(fù)合材料。

      其中,步驟d中所述離心速度為2000-3000rpm。步驟e中所述雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為200-230℃,螺桿轉(zhuǎn)速為180-200r/min。

      本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理如下:

      多壁碳納米管(mwcnt)具有高長徑比,將其添加到石膏中具有纖維增韌和納米填充的特性,所得復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高體積穩(wěn)定性及高抗?jié)B透性;以非離子型表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(pvp)為改性劑,結(jié)合超聲分散工藝對(duì)mwcnt的分散效果好,顯著改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能。

      在石膏粉中摻加氯化鋇和聚乙烯醇可以減少其孔隙率,摻加甲基硅醇鈉可以在石膏粉晶體間生成非晶體物質(zhì),起到保護(hù)晶體接觸點(diǎn)的作用;復(fù)配使用可以使晶體結(jié)構(gòu)變得密實(shí),顯著降低了石膏制品的吸水率。采用偶聯(lián)劑kh560對(duì)石膏粉進(jìn)行表面改性,將其與聚酰胺6熔融共混,制得復(fù)合材料;石膏粉的加入起到了異相成核的作用,提高了聚酰胺6的結(jié)晶溫度和結(jié)晶度;改性后的石膏能夠均勻分散在聚酰胺6中,兩者的界面粘結(jié)效果較好;提髙了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,更有利于提高聚酰胺6的熱穩(wěn)定性。

      具體實(shí)施方式

      為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

      實(shí)施例

      一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏-聚酰胺6復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,按以下步驟進(jìn)行:

      a.邊攪拌邊將1kg聚乙烯醇粉末1:5加入蒸餾水中,使其充分浸潤、溶脹、分散,然后放入85-95℃的熱水浴中加熱,用玻璃棒不斷攪拌至完全溶解,得聚乙烯醇溶液;

      b.邊攪拌邊將3kg氯化鋇1:5倒入蒸餾水中,充分?jǐn)嚢枞芙?,得氯化鋇溶液;將2kg甲基硅醇鈉1:5溶于蒸餾水中,得甲基硅醇鈉溶液;將a中所得聚乙烯醇溶液與氯化鋇溶液、甲基硅醇鈉溶液混合,攪拌均勻得復(fù)合膠液;將其加入20kg石膏粉中,攪拌均勻,得耐水型石膏;

      c.向1kg偶聯(lián)劑kh560中1:45加入乙醇,攪拌稀釋均勻,將b中所得耐水型石膏投入高速混合機(jī)中,升溫至80-90℃,采用霧化方法將稀釋后的偶聯(lián)劑噴霧到石膏中,混合30min后,置于60-70℃的真空烘箱中干燥3h,得偶聯(lián)改性耐水型石膏;

      d.超聲分散工藝:向4kg聚乙烯吡咯烷酮中1:5加蒸餾水,用磁力攪拌器攪拌至完全溶解,得表面活性劑溶液;加入1kg多壁碳納米管,繼續(xù)用磁力攪拌器攪拌15min后,置于超聲細(xì)胞破碎儀中超聲35min,離心25min,得到多壁碳納米管分散液;

      e.將80kg聚酰胺6在90-100℃下烘干6h,投入離速混合機(jī)中,將0.5kg白油在噴霧條件下噴灑到聚酰胺6表面,高速混合15min;投入c、d中所得物料,高速混合25min后,加入到雙螺桿擠出機(jī)中造粒,得到復(fù)合材料。

      其中,步驟d中所述離心速度為2500rpm。步驟e中所述雙螺桿擠出機(jī)擠出溫度為220℃,螺桿轉(zhuǎn)速為200r/min。



      技術(shù)特征:

      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開了一種聚乙烯醇改性的耐水型石膏?聚酰胺6復(fù)合材料,及其制備工藝,其特征在于,將聚乙烯醇溶液、氯化鋇溶液、甲基硅醇鈉溶液混合得復(fù)合膠液;將其加入石膏粉中,攪拌均勻得耐水型石膏;向偶聯(lián)劑中加乙醇稀釋,將耐水型石膏投入高速混合機(jī)中,采用霧化方法將稀釋后的偶聯(lián)劑噴霧到石膏中,真空干燥得偶聯(lián)改性耐水型石膏;向聚乙烯吡咯烷酮中加蒸餾水,得表面活性劑溶液;加多壁碳納米管,攪拌后,置于超聲細(xì)胞破碎儀中超聲,離心,得碳納米管分散液;將聚酰胺烘干后投入離速混合機(jī)中,將白油在噴霧條件下噴灑到聚酰胺6表面,高速混合;投入前面所得物料,高速混合后,加入到雙螺桿擠出機(jī)中造粒,干燥,得到復(fù)合材料。

      技術(shù)研發(fā)人員:陳陽振;李久軍;李春來;王洪山;黃利俠
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:阜陽三環(huán)水泥制品有限公司
      技術(shù)研發(fā)日:2017.05.11
      技術(shù)公布日:2017.09.05
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