CN105647163A - 一种增韧型复合塑胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种增韧型复合塑胶材料及其制备方法。制备方法如下:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机搅拌,加入纳米碳酸钙,继续搅拌,静置后过滤,放入烘箱中干燥;将上述组分和热塑性聚氨酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、聚苯醚酮、三甲基六亚甲基二胺、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲基硅油、油酸酰胺、聚乙烯醇混合,加入高速分散机中分散,放入烘箱中干燥24小时,再粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得。本发明的增韧型复合塑胶材料热稳定性较好,耐热性佳,抗震性能较好,同时韧性强。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域,具体涉及一种增韧型复合塑胶材料及其制备方法。
背景技术
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观或微观上组成的具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求,改善材料的力学性能,如比强度、比刚度、耐腐蚀和耐磨损等性能,有时甚至会产生意想不到的效果。复合材料是由基体或基体材料和增强材料组成,基体材料分为金属和非金属两大类,金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、和石墨等,而增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维和晶须等。因此,目前通过材料间的复合来提高产品的性能已成为了研究的热点。
发明内容
要解决的技术问题:本发明的目的是提供一种增韧型复合塑胶材料,热稳定性较好,耐热性佳,抗震性能较好,同时韧性强。
技术方案:一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯40-60份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)20-40份、聚苯醚酮2-5份、纳米碳酸钙1-3份、三甲基六亚甲基二胺0.2-0.5份、邻苯二甲酸二异辛酯1-2份、邻苯二甲酸二丁酯0.5-1份、苯甲基硅油1-2份、油酸酰胺1-2份、钛酸酯偶联剂TMC-1011-2份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2-4份、聚乙烯醇1-2份、丙酮10-15份、异丙醇10-20份、蒸馏水5-10份。
进一步优选的,所述的一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯45-55份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)25-35份、聚苯醚酮3-4份、纳米碳酸钙1.5-2.5份、三甲基六亚甲基二胺0.3-0.4份、邻苯二甲酸二异辛酯1.2-1.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.6-0.9份、苯甲基硅油1.3-1.7份、油酸酰胺1.2-1.8份、钛酸酯偶联剂TMC-1011.2-1.8份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2.5-3.5份、聚乙烯醇1.2-1.8份、丙酮11-14份、异丙醇12-18份、蒸馏水6-9份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法包括以下步骤:
步骤1:将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速60-80r/min、温度40-60℃下搅拌30-50分钟;
步骤2:加入纳米碳酸钙,继续搅拌1-2小时,静置2-4小时;
步骤3:过滤,放入烘箱中在温度80-120℃下干燥4-6小时;
步骤4:将所有组分混合,放入高速分散机中分散2-5分钟;
步骤5:放入烘箱中,在温度70-90℃下干燥24小时;
步骤6:放入粉碎机中粉碎;
步骤7:加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为45-55rpm,温度为170-180℃,共混时间为4-5分钟。
进一步优选的,步骤1中转速为65-75r/min,温度为45-55℃,搅拌时间为35-45分钟。
进一步优选的,步骤2中搅拌时间为1.5小时,静置时间为2.5-3.5小时。
进一步优选的,步骤3中温度为90-110℃,干燥时间为4.5-5.5小时。
进一步优选的,步骤4中分散时间为3-4分钟。
进一步优选的,步骤5中温度为75-85℃。
进一步优选的,步骤7中转速为50rpm,温度为175℃,共混时间为4.5分钟。
有益效果:本发明的增韧型复合塑胶材料的热稳定性较好,当失重5%时温度最高位277℃,当失重10%时温度可达298℃,耐热性佳,其玻璃化转化温度低至24.5℃,抗震性能较好,同时其断裂伸长率可达37%,韧性强。
具体实施方式
实施例1
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯40份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)20份、聚苯醚酮2份、纳米碳酸钙1份、三甲基六亚甲基二胺0.2份、邻苯二甲酸二异辛酯1份、邻苯二甲酸二丁酯0.5份、苯甲基硅油1份、油酸酰胺1份、钛酸酯偶联剂TMC-1011份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2份、聚乙烯醇1份、丙酮10份、异丙醇10份、蒸馏水5份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速60r/min、温度40℃下搅拌30分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌1小时,静置2小时,过滤,放入烘箱中在温度80℃下干燥4小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散2分钟,放入烘箱中,在温度70℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为45rpm,温度为170℃,共混时间为4分钟。
实施例2
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯45份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)25份、聚苯醚酮3份、纳米碳酸钙1.5份、三甲基六亚甲基二胺0.3份、邻苯二甲酸二异辛酯1.2份、邻苯二甲酸二丁酯0.6份、苯甲基硅油1.3份、油酸酰胺1.2份、钛酸酯偶联剂TMC-1011.2份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2.5份、聚乙烯醇1.2份、丙酮11份、异丙醇12份、蒸馏水6份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速65r/min、温度45℃下搅拌35分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌1.5小时,静置2.5小时,过滤,放入烘箱中在温度90℃下干燥4.5小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散3分钟,放入烘箱中,在温度75℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为50rpm,温度为175℃,共混时间为4.5分钟。
实施例3
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯50份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)30份、聚苯醚酮3.5份、纳米碳酸钙2份、三甲基六亚甲基二胺0.35份、邻苯二甲酸二异辛酯1.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.75份、苯甲基硅油1.5份、油酸酰胺1.5份、钛酸酯偶联剂TMC-1011.5份、钛酸酯偶联剂TMC-311w3份、聚乙烯醇1.5份、丙酮12.5份、异丙醇15份、蒸馏水7.5份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速70r/min、温度50℃下搅拌40分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌1.5小时,静置3小时,过滤,放入烘箱中在温度100℃下干燥5小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散3.5分钟,放入烘箱中,在温度80℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为50rpm,温度为175℃,共混时间为4.5分钟。
实施例4
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯55份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)35份、聚苯醚酮4份、纳米碳酸钙2.5份、三甲基六亚甲基二胺0.4份、邻苯二甲酸二异辛酯1.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.9份、苯甲基硅油1.7份、油酸酰胺1.8份、钛酸酯偶联剂TMC-1011.8份、钛酸酯偶联剂TMC-311w3.5份、聚乙烯醇1.8份、丙酮14份、异丙醇18份、蒸馏水9份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速75r/min、温度55℃下搅拌45分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌1.5小时,静置3.5小时,过滤,放入烘箱中在温度110℃下干燥5.5小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散4分钟,放入烘箱中,在温度85℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为50rpm,温度为175℃,共混时间为4.5分钟。
实施例5
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯60份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)40份、聚苯醚酮5份、纳米碳酸钙3份、三甲基六亚甲基二胺0.5份、邻苯二甲酸二异辛酯2份、邻苯二甲酸二丁酯1份、苯甲基硅油2份、油酸酰胺2份、钛酸酯偶联剂TMC-1012份、钛酸酯偶联剂TMC-311w4份、聚乙烯醇2份、丙酮15份、异丙醇20份、蒸馏水10份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min、温度60℃下搅拌50分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌2小时,静置4小时,过滤,放入烘箱中在温度120℃下干燥6小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散5分钟,放入烘箱中,在温度90℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为55rpm,温度为180℃,共混时间为5分钟。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有聚苯醚酮。具体地说是:
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯60份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)40份、纳米碳酸钙3份、三甲基六亚甲基二胺0.5份、邻苯二甲酸二异辛酯2份、邻苯二甲酸二丁酯1份、苯甲基硅油2份、油酸酰胺2份、钛酸酯偶联剂TMC-1012份、钛酸酯偶联剂TMC-311w4份、聚乙烯醇2份、丙酮15份、异丙醇20份、蒸馏水10份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min、温度60℃下搅拌50分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌2小时,静置4小时,过滤,放入烘箱中在温度120℃下干燥6小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散5分钟,放入烘箱中,在温度90℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为55rpm,温度为180℃,共混时间为5分钟。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有邻苯二甲酸二异辛酯和邻苯二甲酸二丁酯。具体地说是:
一种增韧型复合塑胶材料,由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯60份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)40份、聚苯醚酮5份、纳米碳酸钙3份、三甲基六亚甲基二胺0.5份、苯甲基硅油2份、油酸酰胺2份、钛酸酯偶联剂TMC-1012份、钛酸酯偶联剂TMC-311w4份、聚乙烯醇2份、丙酮15份、异丙醇20份、蒸馏水10份。
上述增韧型复合塑胶材料的制备方法为:先将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速80r/min、温度60℃下搅拌50分钟,加入纳米碳酸钙,继续搅拌2小时,静置4小时,过滤,放入烘箱中在温度120℃下干燥6小时;将所有组分混合,放入高速分散机中分散5分钟,放入烘箱中,在温度90℃下干燥24小时,放入粉碎机中粉碎,加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为55rpm,温度为180℃,共混时间为5分钟。
本发明材料的部分性能指标如下,我们可以看到本发明的热稳定性较好,当失重5%时温度最高位277℃,当失重10%时温度可达298℃,耐热性佳,其玻璃化转化温度低至24.5℃,抗震性能较好,同时其断裂伸长率可达37%,韧性强。
表1增韧型复合塑胶材料的部分性能指标
产品名称 | 失重5%温度(℃) | 失重10%温度(℃) | 玻璃化温度(℃) | 断裂伸长率(%) |
实施例1 | 271 | 292 | 24.7 | 32 |
实施例2 | 273 | 293 | 24.6 | 33 |
实施例3 | 274 | 295 | 26.6 | 34 |
实施例4 | 277 | 298 | 24.5 | 37 |
实施例5 | 276 | 296 | 24.5 | 35 |
对比例1 | 245 | 261 | 25.1 | 32 |
对比例2 | 253 | 279 | 24.9 | 28 |
Claims (9)
1.一种增韧型复合塑胶材料,其特征在于:由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯40-60份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)20-40份、聚苯醚酮2-5份、纳米碳酸钙1-3份、三甲基六亚甲基二胺0.2-0.5份、邻苯二甲酸二异辛酯1-2份、邻苯二甲酸二丁酯0.5-1份、苯甲基硅油1-2份、油酸酰胺1-2份、钛酸酯偶联剂TMC-1011-2份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2-4份、聚乙烯醇1-2份、丙酮10-15份、异丙醇10-20份、蒸馏水5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种增韧型复合塑胶材料,其特征在于:由以下成分以重量份制备而成:热塑性聚氨酯45-55份、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)25-35份、聚苯醚酮3-4份、纳米碳酸钙1.5-2.5份、三甲基六亚甲基二胺0.3-0.4份、邻苯二甲酸二异辛酯1.2-1.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.6-0.9份、苯甲基硅油1.3-1.7份、油酸酰胺1.2-1.8份、钛酸酯偶联剂TMC-1011.2-1.8份、钛酸酯偶联剂TMC-311w2.5-3.5份、聚乙烯醇1.2-1.8份、丙酮11-14份、异丙醇12-18份、蒸馏水6-9份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:将钛酸酯偶联剂TMC-101、钛酸酯偶联剂TMC-311w、丙酮、异丙醇和蒸馏水混合,用磁力搅拌机在转速60-80r/min、温度40-60℃下搅拌30-50分钟;
步骤2:加入纳米碳酸钙,继续搅拌1-2小时,静置2-4小时;
步骤3:过滤,放入烘箱中在温度80-120℃下干燥4-6小时;
步骤4:将所有组分混合,放入高速分散机中分散2-5分钟;
步骤5:放入烘箱中,在温度70-90℃下干燥24小时;
步骤6:放入粉碎机中粉碎;
步骤7:加入转矩流变仪充分熔融共混即得,螺杆转速为45-55rpm,温度为170-180℃,共混时间为4-5分钟。
4.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤1中转速为65-75r/min,温度为45-55℃,搅拌时间为35-45分钟。
5.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤2中搅拌时间为1.5小时,静置时间为2.5-3.5小时。
6.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤3中温度为90-110℃,干燥时间为4.5-5.5小时。
7.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤4中分散时间为3-4分钟。
8.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤5中温度为75-85℃。
9.根据权利要求3所述的一种增韧型复合塑胶材料的制备方法,其特征在于:所述步骤7中转速为50rpm,温度为175℃,共混时间为4.5分钟。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160608 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |