本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

金屬基復(fù)合材料是指以金屬或合金為基體，并以纖維、晶須、顆粒等為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。若按增強(qiáng)體的類別來(lái)分類，可以分為纖維增強(qiáng)（包括連續(xù)和短切）、晶須增強(qiáng)和顆粒增強(qiáng)等；若按金屬或合金基體的不同，金屬基復(fù)合材料可分為鋁基、鎂基、銅基、鈦基、高溫合金基、金屬間化合物基以及難熔金屬基復(fù)合材料等。由于這類復(fù)合材料加工溫度高、工藝復(fù)雜、界面反應(yīng)控制困難、成本相對(duì)高，應(yīng)用的成熟程度遠(yuǎn)不如樹(shù)脂基復(fù)合材料，應(yīng)用范圍較小。

樹(shù)脂基復(fù)合材料通常只能在350℃以下的不同溫度范圍內(nèi)使用。近些年來(lái)正在迅速開(kāi)發(fā)研究適用于350℃～1200℃使用的各種金屬基復(fù)合材料。金屬基復(fù)合材料除了和樹(shù)脂基復(fù)合材料同樣具有高強(qiáng)度、高模量外，它能耐高溫，同時(shí)不燃、不吸潮、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、抗輻射。金屬基復(fù)合材料是令人注目的航空航天用高溫材料，可用作飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱區(qū)和超音速飛機(jī)的表面材料。然而，現(xiàn)有金屬基復(fù)合材料卻存在耐腐蝕性能差的不足，影響了其使用壽命。因此，如何開(kāi)發(fā)一種既能夠滿足金屬基復(fù)合材料高導(dǎo)電性，也同時(shí)具備良好耐腐蝕性能的新型復(fù)合材料非常有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料及其制備方法，在加入金屬基物質(zhì)的基礎(chǔ)上，添加硅酸四烯丙酯、氧化石墨烯粉等物質(zhì)提高其耐腐蝕性能，并提高兩者相容性，促使復(fù)合材料具備高導(dǎo)電和耐腐蝕性能。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：環(huán)烷酸鈷4-8份、乙酰丙酮鑭3-7份、銅粉7-12份、氧化銀2-6份、硼化鈦3-7份、碳酸鈣2-5份、乙酸冰片酯15-20份、硅酸四烯丙酯8-13份、氧化石墨烯粉1-4份、間苯二酚二縮水甘油醚15-20份、3,4-二甲氧基芐醇10-15份、對(duì)氨基苯磺酰胺6-10份。

進(jìn)一步的，所述環(huán)烷酸鈷5-7份、乙酰丙酮鑭4-6份、銅粉8-11份、氧化銀3-5份、硼化鈦4-6份、碳酸鈣2-4份、乙酸冰片酯16-19份、硅酸四烯丙酯10-12份、氧化石墨烯粉2-4份、間苯二酚二縮水甘油醚17-19份、3,4-二甲氧基芐醇11-14份、對(duì)氨基苯磺酰胺7-9份。

進(jìn)一步的，所述環(huán)烷酸鈷6份、乙酰丙酮鑭5份、銅粉10份、氧化銀4份、硼化鈦5份、碳酸鈣3份、乙酸冰片酯18份、硅酸四烯丙酯11份、氧化石墨烯粉3份、間苯二酚二縮水甘油醚18份、3,4-二甲氧基芐醇13份、對(duì)氨基苯磺酰胺8份。

一種高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

（1）將銅粉7-12份、氧化銀2-6份、硼化鈦3-7份和碳酸鈣2-5份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷4-8份和乙酰丙酮鑭3-7份加入3,4-二甲氧基芐醇10-15份中，升高溫度至60-80℃，攪拌反應(yīng)15-20min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度40-50℃下攪拌反應(yīng)20-30min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯15-20份和硅酸四烯丙酯8-13份加入間苯二酚二縮水甘油醚15-20份，在溫度100-120℃下攪拌反應(yīng)10-20min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉1-4份和對(duì)氨基苯磺酰胺6-10份，在溫度110-130℃下攪拌反應(yīng)2-3h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

進(jìn)一步的，步驟（2）中溫度為75℃，攪拌速率為600r/min，攪拌反應(yīng)18min。

進(jìn)一步的，步驟（3）中所述溫度為45℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)25min。

進(jìn)一步的，步驟（4）中所述溫度為115℃，以速率800r/min攪拌反應(yīng)15min。

進(jìn)一步的，步驟（5）中所述溫度為120℃，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)2.5h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料的制備方法，在傳統(tǒng)合成配方中增加環(huán)烷酸鈷、乙酰丙酮鑭作為金屬基，并加入乙酸冰片酯、硅酸四烯丙酯、間苯二酚二縮水甘油醚、3,4-二甲氧基芐醇、氧化石墨烯粉等物質(zhì)，提高金屬基復(fù)合材料的耐腐蝕性能和導(dǎo)電性能。所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為1.5-2.6g/mm/年和1.9-3.0g/mm/年；且電阻率為0.05-0.13Ω·m。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

（1）將銅粉7份、氧化銀2份、硼化鈦3份和碳酸鈣2份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷4份和乙酰丙酮鑭3份加入3,4-二甲氧基芐醇10份中，升高溫度至60℃，以600r/min速率攪拌反應(yīng)15min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度40℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯15份和硅酸四烯丙酯8份加入間苯二酚二縮水甘油醚15份，在溫度100℃下，以速率800r/min攪拌反應(yīng)10min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉1份和對(duì)氨基苯磺酰胺6份，在溫度110℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

經(jīng)檢測(cè)，上述復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為2.6g/mm/年和3.0g/mm/年；且電阻率為0.13Ω·m。

對(duì)比例1

將銅粉7份、氧化銀2份、硼化鈦3份和碳酸鈣2份混合攪拌均勻；隨后加入對(duì)氨基苯磺酰胺6份，在溫度110℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為25g/mm/年和30g/mm/年；且電阻率為0.86Ω·m。

實(shí)施例2

（1）將銅粉12份、氧化銀6份、硼化鈦7份和碳酸鈣5份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷8份和乙酰丙酮鑭7份加入3,4-二甲氧基芐醇15份中，升高溫度至80℃，以600r/min速率攪拌反應(yīng)20min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度50℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)30min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯20份和硅酸四烯丙酯13份加入間苯二酚二縮水甘油醚20份，在溫度120℃下，以速率800r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉4份和對(duì)氨基苯磺酰胺10份，在溫度130℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為2.3g/mm/年和2.7g/mm/年；且電阻率為0.10Ω·m。

對(duì)比例2

將銅粉12份、氧化銀6份、硼化鈦7份和碳酸鈣5份混合攪拌均勻；隨后加入對(duì)氨基苯磺酰胺10份，在溫度130℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為29g/mm/年和35g/mm/年；且電阻率為0.79Ω·m。

實(shí)施例3

（1）將銅粉11份、氧化銀3份、硼化鈦6份和碳酸鈣4份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷5份和乙酰丙酮鑭4份加入3,4-二甲氧基芐醇11份中，升高溫度至65℃，以600r/min速率攪拌反應(yīng)15min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度45℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)20min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯16份和硅酸四烯丙酯10份加入間苯二酚二縮水甘油醚19份，在溫度100℃下，以速率800r/min攪拌反應(yīng)10min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉2份和對(duì)氨基苯磺酰胺7份，在溫度115℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為2.0g/mm/年和2.5g/mm/年；且電阻率為0.08Ω·m。

實(shí)施例4

（1）將銅粉8份、氧化銀5份、硼化鈦4份和碳酸鈣2份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷7份和乙酰丙酮鑭6份加入3,4-二甲氧基芐醇14份中，升高溫度至75℃，以600r/min速率攪拌反應(yīng)20min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度50℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)25min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯19份和硅酸四烯丙酯12份加入間苯二酚二縮水甘油醚17份，在溫度120℃下，以速率800r/min攪拌反應(yīng)15min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉4份和對(duì)氨基苯磺酰胺9份，在溫度125℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為1.8g/mm/年和2.3g/mm/年；且電阻率為0.075Ω·m。

實(shí)施例5

（1）將銅粉10份、氧化銀4份、硼化鈦5份和碳酸鈣3份混合攪拌均勻；

（2）將環(huán)烷酸鈷6份和乙酰丙酮鑭5份加入3,4-二甲氧基芐醇13份中，升高溫度至75℃，以600r/min速率攪拌反應(yīng)18min；

（3）將步驟（1）所得混合物加入步驟（2）中，在溫度45℃下，以速率400r/min攪拌反應(yīng)25min，得混合物A；

（4）將乙酸冰片酯18份和硅酸四烯丙酯11份加入間苯二酚二縮水甘油醚18份，在溫度115℃下，以速率800r/min攪拌反應(yīng)15min，得混合物B；

（5）將步驟（3）中混合物A和步驟（4）中混合物B混合，并加入氧化石墨烯粉3份和對(duì)氨基苯磺酰胺8份，在溫度120℃下，以速率1000r/min攪拌反應(yīng)2.5h；待反應(yīng)冷卻后，經(jīng)擠壓、成型后即可得到所述高導(dǎo)電耐腐蝕復(fù)合材料。

所制備出的復(fù)合材料在10%的硫酸溶液和10%的氫氧化鈉溶液中的腐蝕速率分別為1.5g/mm/年和1.9g/mm/年；且電阻率為0.05Ω·m。

本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。