一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨復(fù)合材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，由高分子化合物構(gòu)成的高分子材料是材料中目前最具有代表性的、最有發(fā)展前途的一大類，其已與金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料相同，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料，包括橡膠、塑料、涂料、膠粘劑、纖維和高分子基復(fù)合材料等。它們質(zhì)地輕巧、性能良好、原料豐富、加工方便、用途廣泛，因而發(fā)展速度大大越過(guò)了傳統(tǒng)的鋼鐵、木材、水泥三大基本材料。高分子材料在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其中，高強(qiáng)度耐磨高分子材料的開(kāi)發(fā)是目前高分子材料研究領(lǐng)域的重要研究方向，高強(qiáng)度耐磨高分子材料良好的性能可以滿足當(dāng)代科技發(fā)展對(duì)材料提出的一些特殊要求，與傳統(tǒng)材料相比具有質(zhì)量小、絕緣性能好等特點(diǎn)，因此發(fā)展很快，但又有先天不足，現(xiàn)有技術(shù)中高強(qiáng)度耐磨高分子材料通常有硬脆、易老化、耐磨性能不佳等缺點(diǎn)，影響材料使用壽命。
[0003]專利CN 104845403A公開(kāi)了一種高強(qiáng)度耐磨高分子材料及制備方法，它是將高分子材料、馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴、硬脂酸、納米纖維素晶須、單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、防老劑、增粘劑、耐磨劑按一定比例于一定溫度下混合均勻后，置于雙螺桿機(jī)中擠出造粒制得。所得高分子材料雖然具備良好的強(qiáng)度及較好的耐磨性能，但其耐酸堿腐蝕性能較差，無(wú)法在腐蝕性高的環(huán)境中使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中高分子材料耐腐蝕性能差這一缺陷，本發(fā)明提供了一種具有良好耐腐蝕性能且綜合性能優(yōu)異的高分子材料及制備方法，通過(guò)馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的協(xié)同作用，控制二者的用量比例使材料不僅強(qiáng)度高、耐磨性能良好且具有較強(qiáng)的耐腐蝕。
[0005]本發(fā)明決絕上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案:一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，包括以下重量份的原料:乙丙橡膠80?100，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴8?15，硬脂酸3?5，納米纖維素晶須5?8，單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑1?3，防老劑1?2，增粘劑1?5，耐磨劑5?8，叔丁基對(duì)苯二酚16?45，其中馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1: (2?3)。
[0006]其中，乙丙橡膠的重量份可為80、85、90、95或100等；馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴的重量份可為8、10、13或15等；硬脂酸的重量份可為3、4或5等；納米纖維素晶須的重量份可為
5、6、7或8等；單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑的重量份可為1、2或3等；防老劑的重量份可為1、1.5或2等；增粘劑的重量份可為1、2、3、4或5等；耐磨劑的重量份可為5、6、7或8等；叔丁基對(duì)苯二酚的重量份可為16、20、25、30、35、40或45等；馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比可1:2、1:2.2,1:2.5,1:2.7或1:3等，優(yōu)選為1:2。
[0007]本發(fā)明通過(guò)馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的協(xié)同作用，控制二者的用量比例使材料不僅強(qiáng)度高、耐磨性能良好且具有較強(qiáng)的耐腐蝕。
[0008]作為優(yōu)選，防老劑為N-苯基-α -苯胺或Ν-苯基-β -萘胺。
[0009]作為優(yōu)選，增粘劑為脂肪烴樹(shù)脂。
[0010]作為優(yōu)選，耐磨劑為聚四氟乙烯。
[0011]—種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料的制備方法，包括以下步驟:
[0012]a.按配比先將馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚加入容器中于120?140°C下攪拌混合，再向其中加入乙丙橡膠和單燒氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌5?15min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速大于250r/min ;其中攪拌混合溫度可為120°C、125°C、130°C、135°C或140°C等。
[0013]b.將攪拌好的混合物降溫至40?70°C，按比例加入其他原料，攪拌5?lOmin，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速大于300r/min，混合物作為預(yù)混料。
[0014]c.將預(yù)混料加入雙螺桿機(jī)中熔融擠出/造粒既得，具體設(shè)置為:溫度一區(qū)180?190°C，二區(qū)190?200°C，三區(qū)200?225°C，四區(qū)210?220°C，混合原料輸送時(shí)間1?2min，壓力 12 ?18MPa。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備的優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明通過(guò)馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的協(xié)同作用，控制二者的用量比例使制備得到的材料的耐酸、堿和鹽的腐蝕性能是專利CN 104845403A中材料的4?5倍。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
[0017]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料，包括以下重量份的原料:乙丙橡膠80，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴8，硬脂酸3，納米纖維素晶須5，單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑1，防老劑N-苯基-α -苯胺1，增粘劑脂肪烴樹(shù)脂1，耐磨劑聚四氟乙烯5，叔丁基對(duì)苯二酚16，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1:2。
[0018]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料的具體制備方法為:
[0019]a.按上述配比將馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚加入容器中于130°C下攪拌混合，再向其中加入乙丙橡膠和單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌15min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速300r/mino
[0020]b.將攪拌好的混合物降溫至40°C，按比例加入其他原料，攪拌5min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為350r/min，混合物作為預(yù)混料。
[0021]c.將預(yù)混料加入雙螺桿機(jī)中，設(shè)置機(jī)器溫度為:一區(qū)180°C，二區(qū)190°C，三區(qū)200°C，四區(qū)210°C，混合原料輸送時(shí)間lmin，壓力12MPa，熔融擠出/造粒既得耐腐蝕高分子材料，其耐酸、堿和鹽的腐蝕性能是專利CN 104845403A中材料的5倍。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料，包括以下重量份的原料:乙丙橡膠100，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴15，硬脂酸5，納米纖維素晶須8，單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑3，防老劑N-苯基-β -萘胺2，增粘劑脂肪烴樹(shù)脂5，耐磨劑聚四氟乙烯8，叔丁基對(duì)苯二酚45，其中馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1:3。
[0024]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料的具體制備方法為:
[0025]a.按配比先馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚加入容器中于120°C下攪拌混合，再向其中加入乙丙橡膠和單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌15min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為500r/min0
[0026]b.將攪拌好的混合物降溫至70°C，按比例加入其他原料，攪拌lOmin，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為310r/min，混合物作為預(yù)混料。
[0027]c.將預(yù)混料加入雙螺桿機(jī)中，設(shè)置機(jī)器溫度為:一區(qū)190°C，二區(qū)200°C，三區(qū)225°C，四區(qū)220°C，混合原料輸送時(shí)間2min，壓力18MPa，熔融擠出/造粒既得耐腐蝕高分子材料，其耐酸、堿和鹽的腐蝕性能是專利CN 104845403A中材料的5倍。
[0028]實(shí)施例3:
[0029]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料，包括以下重量份的原料:乙丙橡膠88，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴11，硬脂酸4，納米纖維素晶須7，單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑2.5，防老劑N-苯基-α -苯胺1，增粘劑脂肪烴樹(shù)脂3，耐磨劑聚四氟乙烯6，叔丁基對(duì)苯二酚27.5，其中馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1:2.5。
[0030]—種高強(qiáng)度耐磨高分子材料的具體制備方法為:
[0031]a.按配比先將馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚加入容器中于140°C下攪拌混合，再向其中加入乙丙橡膠和單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌9min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為280r/mino
[0032]b.將攪拌好的混合物降溫至55°C，按比例加入其他原料，攪拌7min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為400r/min，混合物作為預(yù)混料。
[0033]c.將預(yù)混料加入雙螺桿機(jī)中，設(shè)置機(jī)器溫度為:一區(qū)185°C，二區(qū)195°C，三區(qū)215°C，四區(qū)210°C，混合原料輸送時(shí)間1.5min，壓力14MPa，熔融擠出/造粒既得耐腐蝕高分子材料，其耐酸、堿和鹽的腐蝕性能是專利CN 104845403A中材料的5倍。
[0034]對(duì)比例1:
[0035]除了叔丁基對(duì)苯二酚的重量份為80，其他物料用量和制備步驟與實(shí)施例1中相同，其耐酸、堿和鹽的腐蝕性能與專利CN 104845403A中材料相同。
[0036]對(duì)比例2:
[0037]除了馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1:7，其他物料用量和制備步驟與實(shí)施例1中相同，其耐酸、堿和鹽的腐蝕性能與專利CN 104845403A中材料相同。
[0038]綜合實(shí)施例1-3和對(duì)比例1-2中的結(jié)果可以看出，本發(fā)明通過(guò)馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的協(xié)同作用，控制二者的用量比例使制備得到的材料的耐酸、堿和鹽的腐蝕性能是專利CN 104845403A中材料的4?5倍。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的較優(yōu)可行性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)而進(jìn)行的修飾或修改，都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，其特征在于:包括以下重量份的原料:乙丙橡膠80?100，馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴8?15，硬脂酸3?5，納米纖維素晶須5?8，單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑1?3，防老劑1?2，增粘劑1?5，耐磨劑5?8，叔丁基對(duì)苯二酚16?45，其中馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1: (2?3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，其特征在于:所述馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的摩爾比為1:2。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，其特征在于:所述防老劑為N-苯基-α -苯胺或Ν-苯基-β -萘胺。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，其特征在于:所述增粘劑為脂肪烴樹(shù)脂。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料，其特征在于:所述耐磨劑為聚四氟乙烯。6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a.按配比先將馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚加入容器中于120?140°C下攪拌混合，再向其中加入乙丙橡膠和單燒氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌5?15min，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速大于 250r/min ； b.將攪拌好的混合物降溫至40?70°C，按比例加入其他原料，攪拌5?lOmin，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速大于300r/min，混合物作為預(yù)混料； c.將預(yù)混料加入雙螺桿機(jī)中熔融擠出/造粒既得，具體設(shè)置為:溫度一區(qū)180?190°C，二區(qū)190?200°C，三區(qū)200?225°C，四區(qū)210?220°C，混合原料輸送時(shí)間1?2min，壓力 12 ?18MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐腐蝕高強(qiáng)度耐磨高分子材料及制備方法，它是將乙丙橡膠、馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴、硬脂酸、納米纖維素晶須、單烷氧基型鈦酸酯偶聯(lián)劑、防老劑、增粘劑、耐磨劑和叔丁基對(duì)苯二酚按一定比例于一定溫度下混合均勻后，置于雙螺桿機(jī)中擠出造粒制得。通過(guò)馬來(lái)酸酐接枝聚烯烴與叔丁基對(duì)苯二酚的協(xié)同作用，控制二者的用量比例使材料不僅強(qiáng)度高、耐磨性能良好且具有較強(qiáng)的耐腐蝕。
【IPC分類】C08L23/16, C08L27/18, C08K5/13, C08K5/09, C08L51/06, C08K5/18, C08L1/02, B29C47/92, C08K5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105237891
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510779978
【發(fā)明人】華文蔚
【申請(qǐng)人】華文蔚
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月14日