本發(fā)明屬于耐熱材料，尤其涉及一種耐高溫pet復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、陶瓷活塞通常具有較低的密度和高的強(qiáng)度，因此在高性能發(fā)動(dòng)機(jī)中具有潛在的應(yīng)用前景。陶瓷活塞能夠減輕活塞組件的重量，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的慣性負(fù)載，提高燃油效率和動(dòng)力輸出。

2、但相關(guān)技術(shù)中的陶瓷活塞相對(duì)于金屬活塞來說更脆弱，容易受到外部沖擊或振動(dòng)的影響而發(fā)生破裂，這增加了在實(shí)際應(yīng)用中的風(fēng)險(xiǎn)。而且發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞腔內(nèi)的溫度極高，由于溫度梯度造成的熱應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致活塞表面的開裂或變形，影響活塞的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種耐高溫pet復(fù)合材料及其制備方法，旨在解決陶瓷活塞抗沖擊性能和耐熱、隔熱性能不足的問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提出一種耐高溫pet復(fù)合材料，包括：碳納米管、硅橡膠以及pet預(yù)聚體，按質(zhì)量百分比計(jì)算，所述碳納米管占25%~35%，所述硅橡膠占20%~30%，余量為所述pet預(yù)聚體，所述耐高溫pet復(fù)合材料具有平面方向，所述碳納米管包括多個(gè)多壁碳納米管單體，各所述多壁碳納米管單體的軸向均與所述平面方向保持平行，各所述多壁碳納米管單體在所述平面方向上交叉設(shè)置。

3、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述碳納米管包括多個(gè)多壁碳納米管單體，每一所述多壁碳納米管單體的外徑在200nm~400nm之間。

4、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，每一所述多壁碳納米管單體的表面連接有活性官能團(tuán)，所述活性官能團(tuán)包括羥基、羧基、硅烷基中的至少一種。

5、本發(fā)明提出一種制備方法，用于制備如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的耐高溫pet復(fù)合材料，其特征在于，步驟包括：

6、s1、分別改性所述碳納米管和制備所述pet預(yù)聚體；

7、s2、依次添加所述硅橡膠和所述碳納米管至所述pet預(yù)聚體中進(jìn)行共混，制得耐高溫混合物；

8、s3、將所述耐高溫混合物涂覆在基材表面，再將所述基材置于定向磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁致取向，制得所述耐高溫pet復(fù)合材料。

9、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟s1中，所述制備所述碳納米管的步驟包括：

10、配制改性試劑；

11、將適量的未處理的多壁碳納米管單體加入到改性試劑中，進(jìn)行加熱攪拌；

12、將堿性中和劑加入反應(yīng)溶液中，依次經(jīng)過過濾、洗滌、烘干得到所述碳納米管。

13、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在所述s1步驟中，所述制備所述pet預(yù)聚體的步驟包括：

14、將酯類組分、醇類組分以及催化劑在惰性氣氛中進(jìn)行加熱，生成混合組分；

15、將所述混合組分依次置于前縮聚釜和后縮聚釜中進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制得所述pet預(yù)聚體。

16、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述酯類組分包括對(duì)苯二甲酸乙二酯或?qū)Ρ蕉姿岫《?，所述醇類組分包括乙二醇、丙三醇、異丙醇中的至少一種，所述催化劑包括醋酸鋅或醋酸鈷與三氧化二銻。

17、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述基材的表面開設(shè)有多個(gè)交叉微流道，各所述交叉微流道呈網(wǎng)狀排布。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟s3中，所述將所述基材置于定向磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁致取向步驟包括：

19、設(shè)置所述基材上各所述交叉微流道的延伸方向與定向磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向同向；

20、振動(dòng)所述基材，以使得所述耐高溫混合物內(nèi)的多個(gè)多壁碳納米管單體發(fā)生磁致取向；

21、將所述基材置于加熱箱內(nèi)進(jìn)行固化。

22、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述固化溫度為80~120℃，固化時(shí)間為60~90min。

23、本發(fā)明中耐高溫pet復(fù)合材料及其制備方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

24、本發(fā)明提出一種耐高溫pet復(fù)合材料，包括：碳納米管、硅橡膠以及pet預(yù)聚體，按質(zhì)量百分比計(jì)算，碳納米管占25%~35%，硅橡膠占20%~30%，余量為pet預(yù)聚體，耐高溫pet復(fù)合材料具有平面方向，碳納米管包括多個(gè)多壁碳納米管單體，各多壁碳納米管單體的軸向均與平面方向保持平行，各多壁碳納米管單體在平面方向上交叉設(shè)置。

25、碳納米管和硅橡膠均具有耐熱性能，碳納米管和硅橡膠作為耐熱填料添加至pet預(yù)聚體中，硅橡膠為耐高溫pet復(fù)合材料與陶瓷活塞結(jié)合提供了膠黏力，交聯(lián)能夠增強(qiáng)陶瓷材料中不同組分之間的層間結(jié)合力，硅橡膠和碳納米管與pet預(yù)聚體的交聯(lián)能夠形成更加緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以在受到外力作用時(shí)有效地吸收能量，減輕對(duì)陶瓷材料的沖擊和應(yīng)力，從而增強(qiáng)了材料的抗沖擊性能。由于碳納米管的軸向（沿著管道軸線方向）和周向（垂直于管道軸線方向）的晶格結(jié)構(gòu)存在差異，導(dǎo)致了軸向和周向的熱傳導(dǎo)性能不同，多壁碳納米管單體沿著周向的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于沿著軸向的導(dǎo)熱系數(shù)，因此，進(jìn)一步降低了耐高溫pet復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能，提高了耐高溫pet復(fù)合材料的隔熱性能。

技術(shù)特征：

1.一種耐高溫pet復(fù)合材料，其特征在于，包括：碳納米管、硅橡膠以及pet預(yù)聚體，按質(zhì)量百分比計(jì)算，所述碳納米管占25%~35%，所述硅橡膠占20%~30%，余量為所述pet預(yù)聚體，所述耐高溫pet復(fù)合材料具有平面方向，所述碳納米管包括多個(gè)多壁碳納米管單體，各所述多壁碳納米管單體的軸向均與所述平面方向保持平行，各所述多壁碳納米管單體在所述平面方向上交叉設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫pet復(fù)合材料，其特征在于，每一所述多壁碳納米管單體的外徑在200nm~400nm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫pet復(fù)合材料，其特征在于，每一所述多壁碳納米管單體的表面連接有活性官能團(tuán)，所述活性官能團(tuán)包括羥基、羧基、硅烷基中的至少一種。

4.一種制備方法，用于制備如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的耐高溫pet復(fù)合材料，其特征在于，步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述制備所述碳納米管的步驟包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述s1步驟中，所述制備所述pet預(yù)聚體的步驟包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述酯類組分包括對(duì)苯二甲酸乙二酯或?qū)Ρ蕉姿岫《?，所述醇類組分包括乙二醇、丙三醇、異丙醇中的至少一種，所述催化劑包括醋酸鋅或醋酸鈷與三氧化二銻。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述基材的表面開設(shè)有多個(gè)交叉微流道，各所述交叉微流道呈網(wǎng)狀排布。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在步驟s3中，所述將所述基材置于定向磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)生磁致取向步驟包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述固化溫度為80~120℃，固化時(shí)間為60~90min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種耐高溫PET復(fù)合材料，包括：碳納米管、硅橡膠以及PET預(yù)聚體，按質(zhì)量百分比計(jì)算，碳納米管占25%~35%，硅橡膠占20%~30%，余量為PET預(yù)聚體，耐高溫PET復(fù)合材料具有平面方向，碳納米管包括多個(gè)多壁碳納米管單體，各多壁碳納米管單體的軸向均與平面方向保持平行，各多壁碳納米管單體在平面方向上交叉設(shè)置。提高了耐高溫PET復(fù)合材料的抗沖擊性能和耐熱、隔熱性能。

技術(shù)研發(fā)人員：郭麗,李娜清,任杰,蘇健新
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市高科塑化有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9