一種多功能三元復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種多功能三元復(fù)合材料及其制備方法。制備方法如下：先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)篩，去除大顆粒，放入烘箱中干燥得混合粉末；將高密度聚乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉，加入混合粉末混煉，再加入巰基乙酸、N?苯基?α?苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，最后經(jīng)注塑機(jī)注塑成型即得。本發(fā)明的多功能三元復(fù)合材料具有卓越的力學(xué)性能，彈性和韌性都較佳，同時(shí)具有良好的抗沖擊性能。
【專利說(shuō)明】
一種多功能三元復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種多功能三元復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)科技的迅猛發(fā)展，對(duì)于材料的需求越來(lái)越大，要求也越來(lái)越高，單一材料 的性能已不能滿足各行各業(yè)對(duì)材料高性能的需求。而復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性 質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ) 短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。目前已 被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子電氣、建筑、健身器材等領(lǐng)域，在近幾年更是得到了飛速 發(fā)展。因此，進(jìn)一步研究開發(fā)新型的復(fù)合材料，獲得更加優(yōu)越的性能，對(duì)于各行各業(yè)的發(fā)展 都具有重要的意義，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是提供一種多功能三元復(fù)合材料，具有卓越的 力學(xué)性能，彈性和韌性都較佳，同時(shí)具有良好的抗沖擊性能。
[0005] 技術(shù)方案:一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙 烯30-40份、聚丙烯20-30份、橡膠粉30-40份、竹粉15-20份、黃麻纖維5-10份、巰基乙酸0.5-1份、N-苯基-a-苯胺1-2份、對(duì)苯二胺1-3份、乙烯基三乙氧基硅烷2-4份、乙撐雙硬脂酰胺2-5份、硬脂酸鋅3-6份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯2-5份、聚丙烯酸酯1-3份、聚乙烯醇1-3份。
[0006] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成： 高密度聚乙烯32-38份、聚丙烯22-27份、橡膠粉32-37份、竹粉16-19份、黃麻纖維6-9份、巰 基乙酸0.6-0.9份、N-苯基-a-苯胺1.2-1.7份、對(duì)苯二胺1.5-2.5份、乙烯基三乙氧基硅烷 2.5-3.5份、乙撐雙硬脂酰胺3-4份、硬脂酸鋅4-5份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯3-4份、聚丙烯酸 酯1.5-2.5份、聚乙烯醇1.5-2.5份。
[0007] 上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法包括以下步驟： 第一步:將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)60-80目篩，去除大顆粒； 第二步:放入烘箱中在溫度50-70°C下干燥4-6小時(shí)得混合粉末； 第三步:將高密度聚乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉3-6分鐘； 第四步:加入混合粉末，混煉4-7分鐘； 第五步：加入巰基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂 酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉5-10分鐘； 第六步:加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為25-35r/min，喂料區(qū)溫度為 150-160°C，擠出各區(qū)溫度為180-190°C ; 第七步:經(jīng)注塑機(jī)注塑成型即得，注塑溫度為190-200°C，注塑壓力為70-100MPa，保壓 壓力為40_60MPa，保壓時(shí)間為15-30秒。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第二步中溫度為55-65°C，干燥時(shí)間為4.5-5.5小時(shí)。
[0009] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第三步中混煉時(shí)間為4-5分鐘。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第四步中混煉時(shí)間為5-6分鐘。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第五步中混煉時(shí)間為6-9分鐘。
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第六步中螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，喂料區(qū)溫度為155°C，擠出各區(qū)溫度 為 185°C。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的，第七步中注塑溫度為195°C，注塑壓力為80-90MPa，保壓壓力為45-55MPa，保壓時(shí)間為20-25秒。
[0014]有益效果:本發(fā)明的多功能三元復(fù)合材料具有卓越的力學(xué)性能，其拉伸強(qiáng)度、彎曲 強(qiáng)度和彎曲模量分別達(dá)到了 31.9MPa、37.5MPa和1.92GPa，彈性和韌性都較佳，同時(shí)其沖擊 強(qiáng)度也可達(dá)到27.7MPa，具有良好的抗沖擊性能。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)施例1 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯30份、聚丙烯 20份、橡膠粉30份、竹粉15份、黃麻纖維5份、巰基乙酸0.5份、N-苯基-a-苯胺1份、對(duì)苯二胺1 份、乙烯基三乙氧基硅烷2份、乙撐雙硬脂酰胺2份、硬脂酸鋅3份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯2份、 聚丙烯酸酯1份、聚乙烯醇1份。
[0017]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)60目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度50°C下干燥4小時(shí)得混合粉末;將高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉3分鐘，加入混合粉末，混煉4分鐘，再加入巰 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái) 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉5分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出 造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為25r/min，喂料區(qū)溫度為150°C，擠出各區(qū)溫度為180°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注塑 成型即得，注塑溫度為190°C，注塑壓力為70MPa，保壓壓力為40MPa，保壓時(shí)間為15秒。
[0018] 實(shí)施例2 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯32份、聚丙烯 22份、橡膠粉32份、竹粉16份、黃麻纖維6份、巰基乙酸0.6份、N-苯基-a-苯胺1.2份、對(duì)苯二 胺1.5份、乙烯基三乙氧基硅烷2.5份、乙撐雙硬脂酰胺3份、硬脂酸鋅4份、馬來(lái)酸酐接枝聚 乙烯3份、聚丙烯酸酯1.5份、聚乙烯醇1.5份。
[0019]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)60目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度55°C下干燥4.5小時(shí)得混合粉末;將高密度 聚乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉4分鐘，加入混合粉末，混煉5分鐘，再加入 巰基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬 來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉6分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠 出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，喂料區(qū)溫度為155°C，擠出各區(qū)溫度為185°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注 塑成型即得，注塑溫度為195°C，注塑壓力為80MPa，保壓壓力為45MPa，保壓時(shí)間為20秒。
[0020] 實(shí)施例3 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯35份、聚丙烯 25份、橡膠粉35份、竹粉17.5份、黃麻纖維7.5份、巰基乙酸0.75份、N-苯基-a-苯胺1.5份、對(duì) 苯二胺2份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、乙撐雙硬脂酰胺3.5份、硬脂酸鋅4.5份、馬來(lái)酸酐接 枝聚乙烯3.5份、聚丙烯酸酯2份、聚乙烯醇2份。
[0021]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)60目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度60°C下干燥5小時(shí)得混合粉末;將高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉4.5分鐘，加入混合粉末，混煉5.5分鐘，再加 入巰基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、 馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉7.5分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn) 行擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，喂料區(qū)溫度為155°C，擠出各區(qū)溫度為185°C，最后經(jīng)注塑 機(jī)注塑成型即得，注塑溫度為195°C，注塑壓力為85MPa，保壓壓力為50MPa，保壓時(shí)間為22 秒。
[0022] 實(shí)施例4 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯38份、聚丙烯 27份、橡膠粉37份、竹粉19份、黃麻纖維9份、巰基乙酸0.9份、N-苯基-a-苯胺1.7份、對(duì)苯二 胺2.5份、乙烯基三乙氧基硅烷3.5份、乙撐雙硬脂酰胺4份、硬脂酸鋅5份、馬來(lái)酸酐接枝聚 乙烯4份、聚丙烯酸酯2.5份、聚乙烯醇2.5份。
[0023]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)80目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度65°C下干燥5.5小時(shí)得混合粉末;將高密度 聚乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉5分鐘，加入混合粉末，混煉6分鐘，再加入 巰基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬 來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉9分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠 出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，喂料區(qū)溫度為155°C，擠出各區(qū)溫度為185°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注 塑成型即得，注塑溫度為195°C，注塑壓力為90MPa，保壓壓力為55MPa，保壓時(shí)間為25秒。 [0024] 實(shí)施例5 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡膠粉40份、竹粉20份、黃麻纖維10份、巰基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、對(duì)苯二胺3 份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、乙撐雙硬脂酰胺5份、硬脂酸鋅6份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯5份、 聚丙烯酸酯3份、聚乙烯醇3份。
[0025]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)80目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度70°C下干燥6小時(shí)得混合粉末;將高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉6分鐘，加入混合粉末，混煉7分鐘，再加入巰 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái) 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉10分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出 造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為35r/min，喂料區(qū)溫度為160°C，擠出各區(qū)溫度為190°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注塑 成型即得，注塑溫度為200 °C，注塑壓力為1 OOMPa，保壓壓力為60MPa，保壓時(shí)間為30秒。
[0026] 對(duì)比例1 本實(shí)施例與實(shí)施例5的區(qū)別在于不含有乙烯基三乙氧基硅烷和馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯。 具體地說(shuō)是： 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡膠粉40份、竹粉20份、黃麻纖維10份、巰基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、對(duì)苯二胺3 份、乙撐雙硬脂酰胺5份、硬脂酸鋅6份、聚丙烯酸酯3份、聚乙烯醇3份。
[0027]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為:先將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行 粉碎，過(guò)80目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度70°C下干燥6小時(shí)得混合粉末;將高密度聚 乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉6分鐘，加入混合粉末，混煉7分鐘，再加入巰 基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái) 酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉10分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出 造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為35r/min，喂料區(qū)溫度為160°C，擠出各區(qū)溫度為190°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注塑 成型即得，注塑溫度為200 °C，注塑壓力為1 OOMPa，保壓壓力為60MPa，保壓時(shí)間為30秒。
[0028] 對(duì)比例2 本實(shí)施例與實(shí)施例5的區(qū)別在于以竹粉代替黃麻纖維。具體地說(shuō)是： 一種多功能三元復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙烯40份、聚丙烯 30份、橡膠粉40份、竹粉30份、巰基乙酸1份、N-苯基-a-苯胺2份、對(duì)苯二胺3份、乙烯基三乙 氧基硅烷4份、乙撐雙硬脂酰胺5份、硬脂酸鋅6份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯5份、聚丙烯酸酯3 份、聚乙烯醇3份。
[0029]上述多功能三元復(fù)合薄膜的制備方法為：先將竹粉放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)80 目篩，去除大顆粒，放入烘箱中在溫度70°C下干燥6小時(shí)得混合粉末;將高密度聚乙烯、聚丙 烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉6分鐘，加入混合粉末，混煉7分鐘，再加入巰基乙酸、N-苯基-a-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái)酸酐接枝 聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉10分鐘，加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，螺 桿轉(zhuǎn)速為35r/min，喂料區(qū)溫度為160°C，擠出各區(qū)溫度為190°C，最后經(jīng)注塑機(jī)注塑成型即 得，注塑溫度為200 °C，注塑壓力為1 OOMPa，保壓壓力為60MPa，保壓時(shí)間為30秒。
[0030]下表1為本發(fā)明材料的實(shí)施例和對(duì)比例的性能指標(biāo)，我們可以看到，本材料具有卓 越的力學(xué)性能，其拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別達(dá)到了 31.9MPa、37.5MPa和1.92GPa， 彈性和韌性都較佳，同時(shí)其沖擊強(qiáng)度也可達(dá)到27.7MPa，具有良好的抗沖擊性能。
[0031 ]表1多功能三元復(fù)合材料的部分性能指標(biāo)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多功能三元復(fù)合材料，其特征在于：由以下成分以重量份制備而成:高密度聚乙 烯30-40份、聚丙烯20-30份、橡膠粉30-40份、竹粉15-20份、黃麻纖維5-10份、巰基乙酸0.5-1份、N-苯基-α-苯胺1-2份、對(duì)苯二胺1-3份、乙烯基三乙氧基硅烷2-4份、乙撐雙硬脂酰胺2-5份、硬脂酸鋅3-6份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯2-5份、聚丙烯酸酯1-3份、聚乙烯醇1-3份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能三元復(fù)合材料，其特征在于：由以下成分以重量份 制備而成:高密度聚乙烯32-38份、聚丙烯22-27份、橡膠粉32-37份、竹粉16-19份、黃麻纖維 6-9份、巰基乙酸0.6-0.9份、Ν-苯基-α-苯胺1.2-1.7份、對(duì)苯二胺1.5-2.5份、乙烯基三乙氧 基硅烷2.5-3.5份、乙撐雙硬脂酰胺3-4份、硬脂酸鋅4-5份、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯3-4份、聚 丙烯酸酯1.5-2.5份、聚乙烯醇1.5-2.5份。3. 權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:包 括以下步驟： 第一步:將竹粉和黃麻纖維放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過(guò)60-80目篩，去除大顆粒； 第二步:放入烘箱中在溫度50-70°C下干燥4-6小時(shí)得混合粉末； 第三步:將高密度聚乙烯、聚丙烯和橡膠粉加入密煉機(jī)中進(jìn)行混煉3-6分鐘； 第四步:加入混合粉末，混煉4-7分鐘； 第五步：加入巰基乙酸、N-苯基-α-苯胺、對(duì)苯二胺、乙烯基三乙氧基硅烷、乙撐雙硬脂 酰胺、硬脂酸鋅、馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯酸酯和聚乙烯醇，繼續(xù)混煉5-10分鐘； 第六步：加入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速為25-35r/min，喂料區(qū)溫度為 150-160°C，擠出各區(qū)溫度為180-190°C ; 第七步:經(jīng)注塑機(jī)注塑成型即得，注塑溫度為190-200°C，注塑壓力為70-100MPa，保壓 壓力為40_60MPa，保壓時(shí)間為15-30秒。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述第二 步中溫度為55-65°(：，干燥時(shí)間為4.5-5.5小時(shí)。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 第三步中混煉時(shí)間為4-5分鐘。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述第四 步中混煉時(shí)間為5-6分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述第五 步中混煉時(shí)間為6-9分鐘。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述第六 步中螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min，喂料區(qū)溫度為155°C，擠出各區(qū)溫度為185°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能三元復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述第七 步中注塑溫度為195°C，注塑壓力為80-90MPa，保壓壓力為45-55MPa，保壓時(shí)間為20-25秒。
【文檔編號(hào)】C08K5/00GK105820401SQ201610336032
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】匡學(xué)明
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