一种新型复合材料及制备方法与流程

一种新型复合材料及制备方法
1.技术领域：本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种新型复合材料及制备方法。
2.

背景技术：
：复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。一般定义的复合材料需满足以下条件:复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料；复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在；它具有结构可设计性，可进行复合结构设计；复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。复合材料的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、陶瓷、石墨、碳等。
3.目前市场上的复合材料，在恶劣环境下，如低温严寒、酸碱腐蚀性等环境下，复合材料损耗、老化速度较快，影响复合材料的使用寿命，材料使用范围受限，实用性较差，所以本发明提供一种新型复合材料及制备方法来解决上述问题。
4.

技术实现要素：
：本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型复合材料及制备方法，解决了目前市场上的复合材料，在恶劣环境下，如低温严寒、酸碱腐蚀性等环境下，复合材料损耗、老化速度较快，影响复合材料的使用寿命，材料使用范围受限，实用性较差的缺点。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种新型复合材料，该复合材料的组成成分包括树脂基体、高模量增强纤维、组合物、稳定剂、交联剂和增稠剂。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述该复合材料的组成成分重量份数包括树脂基体60
‑
80份、高模量增强纤维10
‑
50份、组合物15
‑
20份、稳定剂1
‑
3、交联剂2
‑
4和增稠剂1
‑
2份。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述组合物的成分包括阻燃剂、耐磨剂、抗静电剂、防冻剂、抗菌剂、抗污剂和紫外光吸收剂。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述组合物的成分重量份数包括阻燃剂20
‑
30份、耐磨剂15
‑
20份、抗静电剂5
‑
15份、防冻剂10
‑
15份、抗菌剂5
‑
10份、抗污剂10
‑
15份和紫外光吸收剂5
‑
10份。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述树脂基体采用热塑性树脂基、热固性树脂基中的一种或两种，所述热固性树脂基采用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂中的一种或几种。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述高模量增纤维采用碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种或几种。
11.一种新型复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一、定量称取：采用称重设备按复合材料制备成分的重量份数定量称取各成
分，备用；步骤二、溶解制备：将上述定量称取的树脂基体添加在装有溶剂的搅拌容器中，然后将定量称取的高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂边搅拌边添加在搅拌容器中，然后继续搅拌混合，获得复合材料基料；步骤三、混合搅拌：将上述定量称取的组合物边搅拌边添加在装有复合材料基料的搅拌容器中继续搅拌混合，获得复合材料成品料；步骤四、冷却成型：将上述制备的复合材料干燥造粒，并采用挤出成型设备制备出复合材料成品。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤二中树脂基体在搅拌容器中搅拌溶解的时间为1
‑
2h，高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂在搅拌容器中搅拌混合时间为0.5
‑
1h，所述步骤二中搅拌转速为2500
‑
3000rpm/min，搅拌温度为40
‑
70℃。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤三中组合物在搅拌容器中搅拌混合的时间为20
‑
60min，搅拌转速为1500
‑
2000rpm/min，搅拌温度为50
‑
60℃。
14.本发明的有益效果：本发明所述的一种新型复合材料及制备方法，该复合材料与传统的材料相比较，以热塑性树脂基、热固性树脂基作为复合材料的树脂基料，树脂基料具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度，通过添加高模量增强纤维，高模量增强纤维具有抗拉强度大、抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能，以及还添加了由阻燃剂、耐磨剂、抗静电剂、防冻剂、抗菌剂、抗污剂和紫外光吸收剂组成的组合物，使得复合材料具有抗阻燃、高耐磨、抗静电、防冻、抗菌、抗污、吸收紫外光、重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好、化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等特点，材料老化速度慢、使用寿命长，适用范围更广，且复合材料制备方法操作简单、易行，适合材料大规模的生产，实用性更强。
15.附图说明：为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
16.图1为本发明的制备方法流程图。
17.具体实施方式：如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新型复合材料，该复合材料的组成成分包括树脂基体、高模量增强纤维、组合物、稳定剂、交联剂和增稠剂。
18.其中，所述该复合材料的组成成分重量份数包括树脂基体60
‑
80份、高模量增强纤维10
‑
50份、组合物15
‑
20份、稳定剂1
‑
3、交联剂2
‑
4和增稠剂1
‑
2份，使得复合材料具有抗阻燃、高耐磨、抗静电、防冻、抗菌、抗污、吸收紫外光、重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好、化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等特点，材料老化速度慢、使用寿命长，适用范围更广。
19.其中，所述组合物的成分包括阻燃剂、耐磨剂、抗静电剂、防冻剂、抗菌剂、抗污剂和紫外光吸收剂。
20.其中，所述组合物的成分重量份数包括阻燃剂20
‑
30份、耐磨剂15
‑
20份、抗静电剂5
‑
15份、防冻剂10
‑
15份、抗菌剂5
‑
10份、抗污剂10
‑
15份和紫外光吸收剂5
‑
10份,使得复合材料具有抗阻燃、高耐磨、抗静电、防冻、抗菌、抗污、吸收紫外光特性。
21.其中，所述树脂基体采用热塑性树脂基、热固性树脂基中的一种或两种，所述热固性树脂基采用不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂中的一种或几种,树脂基料具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度。
22.其中，所述高模量增纤维采用碳纤维、石墨纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维中的一种或几种,高模量增强纤维具有抗拉强度大、抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能。
23.一种新型复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一、定量称取：采用称重设备按复合材料制备成分的重量份数定量称取各成分，备用，在复合材料定量称取前，首先根据组合物的成分重量份数按阻燃剂20
‑
30份、耐磨剂15
‑
20份、抗静电剂5
‑
15份、防冻剂10
‑
15份、抗菌剂5
‑
10份、抗污剂10
‑
15份和紫外光吸收剂5
‑
10份定量称取，然后通过搅拌设备进行混合，混合得到组合物在复合材料定量称取时使用；步骤二、溶解制备：将上述定量称取的树脂基体添加在装有溶剂的搅拌容器中，然后将定量称取的高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂边搅拌边添加在搅拌容器中，然后继续搅拌混合，获得复合材料基料；步骤三、混合搅拌：将上述定量称取的组合物边搅拌边添加在装有复合材料基料的搅拌容器中继续搅拌混合，获得复合材料成品料；步骤四、冷却成型：将上述制备的复合材料干燥造粒，并采用挤出成型设备制备出复合材料成品。
24.其中，所述步骤二中树脂基体在搅拌容器中搅拌溶解的时间为1
‑
2h，高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂在搅拌容器中搅拌混合时间为0.5
‑
1h，所述步骤二中搅拌转速为2500
‑
3000rpm/min，搅拌温度为40
‑
70℃。
25.其中，所述步骤三中组合物在搅拌容器中搅拌混合的时间为20
‑
60min，搅拌转速为1500
‑
2000rpm/min，搅拌温度为50
‑
60℃，通过对复合材料制备方法进行温度、搅拌混合速度及搅拌时间控制，在保证复合材料制备的产品质量下，提高复合材料制备工艺的效率，省时省力，降低复合材料制备的劳动强度和人力成本。
26.具体的：一种新型复合材料及制备方法，使用时，首先采用称重设备按复合材料制备成分的重量份数定量称取各成分，备用，将上述定量称取的树脂基体添加在装有溶剂的搅拌容器中，在搅拌转速为2500
‑
3000rpm/min，搅拌温度为40
‑
70℃的条件下，树脂基体在搅拌容器中搅拌溶解1
‑
2h，然后将定量称取的高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂边搅拌边添加在搅拌容器中，然后继续搅拌混合，高模量增强纤维、稳定剂、交联剂和增稠剂在搅拌容器中搅拌混合0.5
‑
1h后获得复合材料基料，在搅拌转速为1500
‑
2000rpm/min，搅拌温度为50
‑
60℃的条件下，将上述定量称取的组合物边搅拌边添加在装有复合材料基料的搅拌容器中继续搅拌混合，组合物在搅拌容器中搅拌混合20
‑
60min后获得复合材料成品料，最后将上述制备的复合材料干燥造粒，并采用挤出成型设备制备出复合材料成品，复合材料制备方法操作简单、易行，适合材料大规模的生产，该制备方法获得的复合材料产品与传统的材料相比较，以热塑性树脂基、热固性树脂基作为复合材料的树脂基料，树脂基料具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度，通过添加高模量增强纤维，高模量增强纤维具有抗拉强度大、抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能，以
及还添加了由阻燃剂、耐磨剂、抗静电剂、防冻剂、抗菌剂、抗污剂和紫外光吸收剂组成的组合物，使得复合材料具有抗阻燃、高耐磨、抗静电、防冻、抗菌、抗污、吸收紫外光、重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好、化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等特点，材料老化速度慢、使用寿命长，适用范围更广，且本复合材料制备的原料来源广、易获取，实用性更强。
27.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。