CN1792961A - 云母合成工程材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种云母合成工程材料，该材料是由主料云母和辅料粘合剂、增强剂、助剂组成；经专用的原料合成机和专用的合成造粒机制成的新型高强度的工程材料。该材料经测试与现有的ABS工程材料相比，其性能优于ABS工程材料，从而解决了价格昂贵和大量进口的问题。该材料原料来源丰富，生产工艺简单，产品应用广泛，适用于电工类半导体材料、绝缘性工程材料、高强度综合性工程材料、发泡型工程材料等的应用。

Description

云母合成工程材料
                      技术领域
本发明涉及一种云母合成工程材料，该材料适用于电工类半导体材料、绝缘性工程材料、高强度综合性工程材料、发泡型工程材料。
                      背景技术
先进复合材料及其制造技术属高新技术之列，它的应用已涉及到国民经济和国防建设的各个领域，已成为不可缺少的重要材料。开发新型的复合材料是当前重要的课题。
目前，ABS工程材料是性能优良的复合材料，它用途广泛，而且多用于要求较高的制品，用量相当大，是当前重要的工程材料之一。但它价格昂贵，每年需要大量的进口，有些综合指标性能还不能适应更高级别的制品。
针对目前的问题，本发明经过多年的研究试验，研制出一种云母合成工程材料(英文缩写GSEM)，该材料经测试与现有的ABS工程材料相比，其综合性能优于ABS工程材料，其价格低于ABS工程材料。
                      发明内容
本发明目的在于，研制的云母合成工程材料是由主料云母和辅料粘合剂、增强剂、助剂组成；经专用的原料合成机和专用的合成造粒机制成的新型高强度的工程材料。该材料经测试与现有的ABS工程材料相比，其综合性能优于ABS工程材料，从而解决了价格昂贵和大量进口的问题。该材料原料来源丰富，生产工艺简单，产品应用广泛，适用于电工类半导体材料、绝缘性工程材料、高强度综合性工程材料、发泡型工程材料等的应用，它可广泛应用于建材、汽车、舰船、电气、电讯及国防工业等，同时该材料还可生产上、下水管，耐酸碱、耐热版材与管材，可生产内、外墙板、的板、顶板、船甲板、螺旋桨及家电外壳、保险杠、新型门窗等。
本发明所述的云母合成工程材料，该材料是由主料云母为白云母或棕云母或黑云母或绢云母，辅料粘合剂为聚丙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚甲醛、聚酰胺、环氧树脂中的一种或两种或三种；增强剂为玻璃纤维、碳纤维、木纤维、膨润土、炭黑、蒙脱土、油页岩灰中一种或两种；助剂为偶联剂、抗氧剂、活化剂、吸收剂、固化剂、阻燃剂、发泡剂、相容剂、催化剂和热稳定剂；其中各原料的配比为重量百分比：
云母              30-70％，
粘合剂            15-40％，
增强剂            10-15％，
助剂              5-15％
云母合成工程材料的制备方法，按下列步骤进行：
 a、首先选择云母的细度为300-1200目，经过酸处理和高压静电处理后的云母备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入粘合剂，混合，时间3-6分钟后取出，进入低速冷却搅拌机，冷却3-8分钟，温度低于50℃时，取出备用；
c、将高速混机保温80℃，加入云母粉，增强剂充分混合，时间3-6分钟，进行干燥处理剂分散混合，加入助剂，高速混合，时间3-6分钟，进行物料表面处理，取除机内的物料三分之一进入低速搅拌机冷却，温度低于50℃时，取出备用，其余的三分之二仍留在高速混合机内继续混合等待下一步骤；
d、将高速混机保温80℃，加入步骤a中处理后的粘合剂，助剂，高速混合，时间3-6分钟，升温至100℃保温；
e、加入助剂和步骤b中的三分之一的物料，高速混合，时间4-8分钟，进行物料共混，温度保持100℃；
f、加入固化剂或发泡剂共混，高速混合2-4分钟后将物料取出，进行低温冷却搅拌，时间4-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法进行造粒或按常规一步法生产制品。
云母合成工程材料所用的助剂中偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中一种或两种；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂245；活化剂为硬脂酸甲；增韧剂环氧大豆油、氯化聚乙烯；润滑剂白油或石蜡或硬脂酸；吸收剂为双氰胺；固化剂为乌洛托品或三氟化硼铬组；阻燃剂为阻燃剂101或液态石蜡；发泡剂偶氮二甲酰胺；相容剂为相容剂107或聚丙烯/马来酸酐接枝共聚；催化剂为甲醇钠；热稳定剂为硬脂酸钡。
本发明所述的云母合成工程材料经测试与现有的ABS工程材料相比，其性能优于ABS工程材料见表：
  性能   云母合成工程材料  ABS工程材料
  抗拉强度(MPa)   52  64
  抗压强度(MPa)   54  40
  硬度(HRm)   105  105
  比重   1.4  1.07
  膨胀系数(1/℃)   4×10-5  7.0
  弯曲弹性模量(10kg/cm)   6  3
  热变形温度℃   240  89
  耐电弧性(秒)   130  80
  击穿电压(KV/mm)   50  15.7
(注：ABS工程材料的上述性能指标是ABS超高冲击型、高强度冲击型及低温冲击型三种型号中的每一单项中的最高值。)
从表中可以看出：云母合成工程材料的综合性能指标优于ABS工程材料。
                       附图说明
参见附图
图1为本发明工艺流程图
                     具体实施方式
实施例1(制备电工类半导体材料)
a、首先选择白云母的细度为800目，经过酸处理和高压静电处理后备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入粘合剂聚丙烯12％、线性聚丙烯9％，混合，时间3-6分钟后加入硅烷偶联剂0.2％，混合3-6分钟，进入低速冷却搅拌机，冷却3-8分钟，温度低于50℃时，取出备用；(其目的是干燥、改性剂表面处理)
c、将高速混机保温80℃，加入白云母粉60％，混合3-6分钟，加入炭黑4.2％、硅烷偶联剂0.5％、环氧树脂3％，混合，时间3-6分钟，进行物料表面处理，取出机内的物料三分之一进入低速搅拌机冷却，温度低于50℃时，取出备用，其余的三分之二仍留在高速混合机内保持运转，继续混合，并保持温度80℃，等待下一步骤；
d、将高速混机保温80℃，加入步骤b中处理后的粘合剂聚丙烯和线性聚乙烯，在加入硅烷偶联剂0.3％、钛酸脂偶联剂0.5％、107相容剂0.6％，高速混合，时间3-5分钟，升温至100℃保温；
e、加入步骤c中的三分之一的物料，再加入氯化聚乙烯1.8％、环氧大豆油0.6％、白油0.6％、抗氧剂10100.6％、阻燃剂1013％、石蜡0.6％、液态石蜡1.2％，高速混合，时间4-8分钟，进行物料共混，温度保持100℃；
f、加入固化剂乌洛托品1.5％，高速混合2-4分钟后将物料取出，进行低温冷却搅拌，时间4-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法进行造粒。
通过该方法制备的电工类半导体材料的性能指标为：
体积电阻率MΩ.m        1.0×102
绝缘电阻MΩ                         2.9×103
介电常数50HZ           5.8
106HZ              4.9
介电强度MV/m        11.5
耐电弧性S           184
实施例2(绝缘体型工程材料)
a、首先选择云母的细度为300目，经过酸处理和高压静电处理后的云母备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入云母粉58％，混合，时间3-6分钟进行干燥处理，加入硅烷偶联剂0.4％、相容剂0.3％，高速混合3-6分钟，进行云母粉表面处理，取除机内的物料三分之一进入低速搅拌机冷却，时间4-8分钟，温度低于50℃时，取出备用，其余的三分之二仍留在高速混合机内继续混合等待下一步骤；
c、将高速混机保温80℃，加入粘合剂聚丙烯14.6％、线性聚乙烯8.7％、硅烷偶联剂0.5％、铝酸脂偶联剂0.3％、相容剂0.3％、环氧树脂3％、玻璃纤维5.8％，高速混合，时间3-6分钟，进一步表面处理、改性处理及共混，高速机内温度逐渐升温至100℃；
d、加入步骤b中云母粉三分之一的物料，同时加入环氧大豆油0.6％、白油0.3％、石蜡0.9％、液态石蜡1.2％、阻燃剂1013％、膨润土0.6％，混合，时间3-6分钟；
e、加入乌洛托品1.5％，高速混合，时间3-6分钟，进行物料共混；
f、将物料取出，进行低温冷却搅拌，时间4-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法进行造粒。
通过该方法制备的绝缘体型工程材料的性能指标为：
体积电阻率MΩ.m        1.3×107
绝缘电阻MΩ                         4×108
介电常数50HZ           3.5
106HZ                 30
介电强度MV/m            30.1
耐电弧性S               130
实施例3(高强度综合型工程材料)
a、首先选择云母的细度为1000目，经过酸处理和高压静电处理后的云母备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入云母粉43％，混合，时间3-6分钟进行干燥处理，加入玻纤维1.5％、硅烷偶联剂0.5％高速混合3-6分钟，进行分散混合剂表面处理；
c、加入聚甲醛42％、硅烷偶联剂0.2％、钛酸脂偶联剂0.2％、铝酸脂偶联剂0.2％、107相容剂0.5％、抗氧剂245 0.1％、双氰胺0.25％、聚酰胺0.25％，高速混合，时间3-6分钟，高速机内温度逐渐升温至100℃；
d、加入石蜡0.5％、液态石蜡1％、硬质酸0.5％、硬脂酸钡0.5％、白油0.5％，高速混合，时间3-6分钟进行共混；
e、加入三氟化硼铬组0.7％、，混合，时间3-6分钟；
f、将物料取出，进行低温冷却搅拌，时间6-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法进行造粒。
通过该方法制备的高强度综合型工程材料的性能指标为：
抗拉强度(Mpa)              52
抗压强度(Mpa)              54
硬度(HRm)                  105
比重                       1.4
膨涨系数(1/℃)             4×10-5
弯曲弹性模量(10kg/cm)      6
热变形温度℃               240
耐电弧性(秒)               130
击穿电压(KV/mm)            50
实施例4(发泡型工程材料)
a、首先选择云母的细度为1200目，经过酸处理和高压静电处理后的云母备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入云母粉35％，高速混合，时间4-6分钟，使云母粉干燥，加入硅烷偶联剂0.6％、107相溶剂0.5％，高速混合3-6分钟，进行云母表面预处理；
c、加入聚酰胺45％、硬脂酸钾3％、硅烷偶联剂0.4％、钛酸脂偶联剂0.5％、107相溶剂1％、高速混合，时间4-8分钟，加入环氧大豆油1.5％、白油0.5％、阻燃剂101 3％，高速混合，时间3-6分钟，进行分散混合、偶联、共混处理；
d、加入发泡剂偶氮二甲酰胺9.5％，高速混合2-4分钟后将物料取出，进行低速搅拌；
e、物料在低速搅拌机内冷却搅拌时间4-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法的一步法生产制品。
通过该方法制备的发泡性工程材料，具有高韧性、回弹好、耐磨好、拉伸强度好、减震性优良和重量轻等特点。

Claims (3)

1、一种云母合成工程材料，其特征在于该材料是由主料云母为白云母或棕云母或黑云母或绢云母，辅料粘合剂为聚丙烯、线性聚乙烯、茂金属聚乙烯、聚甲醛、聚酰胺、环氧树脂中的一种或两种或三种；增强剂为玻璃纤维、碳纤维、木纤维、膨润土、炭黑、蒙脱土、油页岩灰中一种或两种；助剂为偶联剂、抗氧剂、活化剂、吸收剂、固化剂、阻燃剂、发泡剂、相容剂、催化剂和热稳定剂；其中各原料的配比为重量百分比：
云母            30-70％，
粘合剂          15-40％，
增强剂          10-15％，
助剂            5-15％。
2、根据权利要求1所述的云母合成工程材料的制备方法，其特征在于按下列步骤进行：
a、首先选择云母的细度为300-1200目，经过酸处理和高压静电处理后的云母备用；
b、将专用的高速混合机升温至80℃后加入粘合剂，混合，时间3-6分钟后取出，进入低速冷却搅拌机，冷却3-8分钟，温度低于50℃时，取出备用；
c、将高速混机保温80℃，加入云母粉，增强剂充分混合，时间3-6分钟，进行干燥处理剂分散混合，加入助剂，高速混合，时间3-6分钟，进行物料表面处理，取除机内的物料三分之一进入低速搅拌机冷却，温度低于50℃时，取出备用，其余的三分之二仍留在高速混合机内继续混合等待下一步骤；
d、将高速混机保温80℃，加入步骤a中处理后的粘合剂，助剂，高速混合，时间3-6分钟，升温至100℃保温；
e、加入助剂和步骤b中的三分之一的物料，高速混合，时间4-8分钟，进行物料共混，温度保持100℃；
f、加入固化剂或发泡剂共混，高速混合2-4分钟后将物料取出，进行低温冷却搅拌，时间4-10分钟，待物料温度低于50℃时取出，经输送进入专用合成造粒机按常规方法进行造粒或按常规一步法生产制品。
3、根据权利要求1所述的云母合成工程材料，其特征在于助剂中的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中一种或两种；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂245；活化剂为硬脂酸甲；增韧剂环氧大豆油、氯化聚乙烯；润滑剂白油或石蜡或硬脂酸；吸收剂为双氰胺；固化剂为乌洛托品或三氟化硼铬组；阻燃剂为阻燃剂101或液态石蜡；发泡剂偶氮二甲酰胺；相容剂为相容剂107或聚丙烯/马来酸酐接枝共聚；催化剂为甲醇钠；热稳定剂为硬脂酸钡。
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