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1、10申请公布号CN104151649A43申请公布日20141119CN104151649A21申请号201410411049622申请日20140820C08L9/06200601C08L59/02200601C08K13/02200601C08K3/36200601C08K3/22200601C08K5/09200601C08K3/06200601C08K3/26200601B29C35/0220060171申请人南京信息工程大学地址210044江苏省南京市浦口区宁六路219号72发明人赵浩峰王玲张太忠徐小雪雷霆潘子云宋超郑泽昌王冰曹燕子谢艳春龚国庆何晓蕾赵佳玉柯维雄陆阳平裴李娜赵圣哲74。
2、专利代理机构南京汇盛专利商标事务所普通合伙32238代理人张立荣54发明名称一种高强度复合材料及其制备方法57摘要本发明属于功能材料领域，涉及一种高强度复合材料及其制备方法，该材料中各成份的重量百分比为二氧化硅36，氧化锌46，硬脂酸25，硫磺25，聚甲醛塑料大理石混合体1520，硅烷偶联剂13，其余丁苯橡胶；本发明制备过程中，没有大量使用稀贵材料，所取原料成本降低，采用废料做原料，制备工艺简便，过程简单；本发明制得的材料可以应用于运输、建筑、军事等领域，具有防震、缓和冲击、绝热、隔音等作用。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求。
3、书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104151649ACN104151649A1/1页21一种高强度复合材料，其特征是该材料中各成份的重量百分比为二氧化硅36，氧化锌46，硬脂酸25，硫磺25，聚甲醛塑料大理石混合体1520，硅烷偶联剂13，其余丁苯橡胶；所述聚甲醛塑料大理石混合体由聚甲醛塑料和大理石按重量比1013混合而成，其中大理石中各成份的重量百分比为碳酸钙9298，其余为二氧化硅。2根据权利要求1所述的高强度复合材料，其特征是所述丁苯橡胶的采用SBR2305，硅烷偶联剂采用KH590。3根据权利要求1所述的高强度复合材料，其特征是所述二氧化硅和氧化锌的粒径为80100微米。4权。
4、利要求1所述的高强度复合材料的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤大理石的准备取上述成份的大理石，研磨成粒径1020微米的大理石粉体，备用；聚甲醛塑料的制备将聚甲醛塑料加热到180185得到呈熔融态的聚甲醛塑料，备用；制备聚甲醛塑料大理石混合体按重量比将步骤（1）所得大理石粉体加入到步骤（2）所得熔融态的聚甲醛塑料中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚甲醛塑料与大理石混合体；然后将聚甲醛塑料大理石混合体放入170180液氮池中的液氮上部空间，再保温1520分钟，然后取出碎化，碎化后的聚甲醛塑料大理石混合体的粉体，粒径为80100微米；制备复合粉体料按上述重量比取二氧化硅，氧化锌和聚甲醛塑料大。
5、理石混合体均匀混合形成混合粉体；按重量比取硅烷偶联剂与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为1810；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持051H，除去酒精，干燥温度为4045；之后继续升温到9095保持2040分钟，得到复合粉体料；制备高强度复合材料按重量比将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为1520分钟，塑炼温度为6080，之后向丁苯橡胶中加入上述硬脂酸、硫磺和步骤（4）的复合粉体料，经过1520分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为7085，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度160180，硫化2040分钟后得到高强度复合材料。权利。
6、要求书CN104151649A1/5页3一种高强度复合材料及其制备方法技术领域0001本发明属于功能材料领域，涉及一种高强度复合材料及其制备方法。背景技术0002CN2010101424154号公开了一种高速铁路扣件减振用低滞后微孔橡胶材料及其制备方法。该材料由以下质量份数成份组成基体橡胶100份、纳米增强填料4080份、表面改性剂816份、增塑剂515份、防老剂12份、化学发泡剂24份、硫化剂、硫化助剂1020份；制备方法将EPDM、纳米增强填料和表面改性剂在高温高剪切条件下密炼，然后加入化学发泡剂、防老剂、增塑剂、硫化剂和硫化助剂，在室温下常规密炼，在120预硫化15MIN，硫化压力10M。
7、PA，然后发泡及硫化，温度、时间、压力分别为170、20MIN、10MPA，得到微孔复合材料，放入150烘箱中后硫化2HR得到产品。该材料存在的不足之处是力学性能较低，拉伸强度较低。发明内容0003本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种高强度复合材料，具有高的拉伸强度；本发明的另一目的是提供一种高强度复合材料制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。0004本发明技术方案如下一种高强度复合材料，该材料中各成份的重量百分比为二氧化硅36，氧化锌46，硬脂酸25，硫磺25，聚甲醛塑料大理石混合体1520，硅烷偶联剂13，其余丁苯橡胶；所述聚甲醛塑料大理石混合体由聚甲醛塑料和大理。
8、石按重量比1013混合而成，其中大理石中各成份的重量百分比为碳酸钙9298，其余为二氧化硅。0005所述丁苯橡胶的采用SBR2305，硅烷偶联剂采用KH590。0006所述二氧化硅和氧化锌的粒径为80100微米。0007所述的高强度复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤（1）大理石的准备取上述成份的大理石，研磨成粒径1020微米的大理石粉体，备用；（2）聚甲醛塑料的制备将聚甲醛塑料加热到180185得到呈熔融态的聚甲醛塑料，备用；（3）制备聚甲醛塑料大理石混合体按重量比将步骤（1）所得大理石粉体加入到步骤（2）所得熔融态的聚甲醛塑料中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚甲醛塑料与大理石混合体。
9、；然后将聚甲醛塑料大理石混合体放入170180液氮池中的液氮上部空间，再保温1520分钟，然后取出碎化，碎化后的聚甲醛塑料大理石混合体的粉体，粒径为80100微米；说明书CN104151649A2/5页4（4）制备复合粉体料按上述重量比取二氧化硅，氧化锌和聚甲醛塑料大理石混合体均匀混合形成混合粉体；按重量比取硅烷偶联剂与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为1810；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持051H，除去酒精，干燥温度为4045；之后继续升温到9095保持2040分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料按重量比将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为15。
10、20分钟，塑炼温度为6080，之后向丁苯橡胶中加入上述的硬脂酸、硫磺和步骤（4）的复合粉体料，经过1520分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为7085，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度160180，硫化2040分钟后得到高强度复合材料。0008本发明的有益效果本发明高强度复合材料，其中丁苯橡胶形成基体，硫磺起硫化作用，硬脂酸起硫化活性剂，也可用作增塑剂和软化剂，硅烷偶联剂起与聚甲醛塑料大理石混合体连接作用，氧化锌起硫化促进作用，二氧化硅为丁苯橡胶的填料，聚甲醛塑料大理石混合体是韧而强硬的组合体，不但不会破坏材料的延展性，而且增加了材料的强度。聚甲醛强度高，并。
11、且有良好疲劳性和尺寸稳定性；大理石不变形、组织结构均匀、线胀系数极小、刚性好、硬度高、耐磨性强、温度变形小，是高分子材料理想的增强组分。0009本发明制备过程中，没有大量使用稀贵材料，所取原料成本降低，采用废料做原料，制备工艺简便，过程简单；本发明制得的材料可以应用于运输、建筑、军事等领域，具有防震、缓和冲击、绝热、隔音等作用。附图说明0010图1为本发明实施例一制备的高强度复合材料的组织图。0011由图可见，组织均匀致密。具体实施方式0012下面结合实施例对本发明作进一步描述大理石中各成份的重量百分比为碳酸钙9298，其余为二氧化硅。丁苯橡胶的采用SBR2305，硅烷偶联剂采用KH590。0。
12、013实施例一本发明高强度复合材料，其制备方法如下（1）大理石的准备取大理石，研磨成粒径1020微米的大理石粉体，备用；（2）聚甲醛塑料的制备将聚甲醛塑料加热到180得到呈熔融态的聚甲醛塑料，备用；（3）制备聚甲醛塑料大理石混合体按重量比110将步骤（1）所得大理石粉体加入到步骤（2）所得熔融态的聚甲醛塑料中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚甲醛塑料大理石混合体；然后将聚甲醛塑料大理石混合体放入液氮池中的液氮上部空间，在170保温15分钟，然后取出碎化，碎化后说明书CN104151649A3/5页5的聚甲醛塑料大理石混合体的粉体粒径为80100微米；（4）制备复合粉体料取二氧化硅3，氧化锌。
13、4，聚甲醛塑料大理石混合体15混合均匀形成混合粉体；取硅烷偶联剂1与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为18；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持05H，除去酒精，干燥温度为40，干燥5分钟；之后继续升温到90保持20分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为15分钟，塑料温度为60，之后向丁苯橡胶中加入复合粉体料、硬脂酸2和硫磺2，经过15分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为70，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度160，硫化20分钟后得到高强度复合材料。0014实施例二本发明高强度复合材料。
14、，其制备方法如下（1）大理石的准备取大理石，研磨成粒径1020微米的大理石粉体，备用；（2）聚甲醛塑料的制备将聚甲醛塑料加热到183得到呈熔融态的聚甲醛塑料，备用；（3）制备聚甲醛塑料大理石混合体按重量比210将步骤（1）所得大理石粉体加入到步骤（2）所得熔融态的聚甲醛塑料中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚甲醛塑料大理石混合体；然后将聚甲醛塑料大理石混合体放入液氮池中的液氮上部空间，在175保温17分钟，然后取出碎化，碎化后的聚甲醛塑料大理石混合体的粉体粒径为80100微米；（4）制备复合粉体料取二氧化硅5，氧化锌5，聚甲醛塑料大理石混合体17混合均匀形成混合粉体；取硅烷偶联剂2与酒精混。
15、合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为19；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持07H，除去酒精，干燥温度为43，干燥8分钟；之后继续升温到93保持30分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为18分钟，塑料温度为70，之后向丁苯橡胶中加入复合粉体料、硬脂酸4和硫磺4，经过18分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为80，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度170，硫化30分钟后得到高强度复合材料。0015实施例三本发明高强度复合材料，其制备方法如下（1）大理石的准备取大理石，研磨成粒径1020微米的大理石。
16、粉体，备用；（2）聚甲醛塑料的制备将聚甲醛塑料加热到185得到呈熔融态的聚甲醛塑料，备用；（3）制备聚甲醛塑料大理石混合体说明书CN104151649A4/5页6按重量比310将步骤（1）所得大理石粉体加入到步骤（2）所得熔融态的聚甲醛塑料中，并搅拌均匀，然后自然冷却到室温得到聚甲醛塑料大理石混合体；然后将聚甲醛塑料大理石混合体放入液氮池中的液氮上部空间，在180保温20分钟，然后取出碎化，碎化后的聚甲醛塑料大理石混合体的粉体粒径为80100微米；（4）制备复合粉体料取二氧化硅6，氧化锌6，聚甲醛塑料大理石混合体20混合均匀形成混合粉体；取硅烷偶联剂3与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重。
17、量比为110；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持1H，除去酒精，干燥温度为45，干燥10分钟；之后继续升温到95保持40分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为20分钟，塑料温度为80，之后向丁苯橡胶中加入复合粉体料、硬脂酸5和硫磺5，经过20分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为85，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度180，硫化40分钟后得到高强度复合材料。0016实施例四（步骤（4）和（5）中成份配比不在本发明设计比例范围内）本发明高强度复合材料，其制备方法如下步骤（1）（3）同实施例三中的步骤。
18、（1）（3）。0017（4）制备复合粉体料取二氧化硅2，氧化锌2，聚甲醛塑料大理石混合体13混合均匀形成混合粉体；取硅烷偶联剂05与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为16；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持03H，除去酒精，干燥温度为35，干燥3分钟；之后继续升温到80保持15分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为10分钟，塑料温度为50，之后向丁苯橡胶中加入复合粉体料、硬脂酸1和硫磺1，经过10分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为60，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度140，硫化1。
19、0分钟后得到高强度复合材料。0018实施例五（步骤（4）和（5）中成份配比不在本发明设计比例范围内）本发明高强度复合材料，其制备方法如下步骤（1）（3）同实施例三中的步骤（1）（3）。0019（4）制备复合粉体料取二氧化硅8，氧化锌8，聚甲醛塑料大理石混合体27混合均匀形成混合粉体；取硅烷偶联剂5与酒精混合形成混合液，硅烷偶联剂与酒精的重量比为112；将混合粉体与混合液均匀搅拌混合，再放入干燥装置保持2H，除去酒精，干燥温度为50，干燥15分钟；之后继续升温到110保持50分钟，得到复合粉体料；（5）制备高强度复合材料将丁苯橡胶置于开炼机进行塑炼，塑炼时间为25分钟，塑料温度为90，之后向丁苯橡胶中加入复合粉体料、硬脂酸7和硫磺7，经过25分钟混炼使丁苯橡胶与复合粉体料混合均匀得到混炼胶，混炼温度为95，将混合好的混炼胶在硫化机上进行硫化，硫化温度说明书CN104151649A5/5页7200，硫化60分钟后得到高强度复合材料。0020表一由上表可以看出，实施例一至三，成分配比在本发明的设计比例范围内，相比于对比材料以及实施例四和五，制备出的材料的伸长率和抗拉强度明显较高。本发明采用丁苯橡胶为基体，其过多则添加物比例减少，各种添加物的功能降低；丁苯橡胶太少，基体的粘接作用会降低，材料的强度也会降低。说明书CN104151649A1/1页8图1说明书附图CN104151649A。