[发明专利]一种新型高密度复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种新型高密度复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。

背景技术

复合材料(Composite materials)是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

复合材料的主要应用领域有：①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好，比强度、比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。如：CN102322176A公开了一种仿金属复合材料门把手的制备方法，涉及将高分子塑胶材料与无机填充材料、纤维、偶联剂和滑剂混合后通过双螺杆挤出机加工成复合材料。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型高密度复合材料的制备方法。本发明制备的高密度复合材料是一种新型的以热塑性工程塑料或热固性塑料为基材并在其中添加高密度填充料制成的新型复合材料，它具有优良的综合性能。

本法明的目的是这样实现的：

一种新型高密度复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）原料干燥：将铁氧体粉、PA6粉末和超韧PA66在100℃下干燥1-2h，使铁氧体粉、PA6粉末和超韧PA66的含水率控制在≤0.2%；

（2）填料预处理：称取干燥过的铁氧体粉，送入高速混合机的料筒内，同时将称好的硅烷偶联剂KH550倒入雾化喷洒装置的料瓶内，开启所述高速混合机，搅拌并预热料筒中的铁氧体粉，然后开启所述雾化喷洒装置，向所述高速混合机料筒中的铁氧体粉喷洒硅烷偶联剂KH550，喷洒完毕后继续搅拌15-30分钟；按同样方法加入钛酸酯偶联剂FD401；

（3）混合：称取PA6粉末、超韧PA66和乙撑双硬脂酸酰胺，然后倒入所述高速混合机的料筒中，继续搅拌10-30分钟，得到混合原料；

（4）挤出造粒：将步骤（3）制备的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中，螺杆转速250-500rpm，240-300℃，经熔融、混炼挤出成线；

（5）牵引切粒：将从双螺杆挤出造粒机挤出的料线从模头引出、风冷却，然后通过切粒机切成直径2-4mm、长度3-5mm的颗粒；

其中，所述的制备方法中，铁氧体粉：硅烷偶联剂KH550：钛酸酯偶联剂FD401：PA6粉末：超韧PA66：乙撑双硬脂酸酰胺的重量比=65-80：1：1：10-12：13：1。

优选地，所述新型高密度复合材料的制备方法，其中将步骤（3）制备的混合原料投入到双螺杆挤出造粒机中，加入2股含水率≤0.2%的玻璃纤维，经熔融、混炼挤出成线。

优选地，所述新型高密度复合材料的制备方法，其中将从双螺杆挤出造粒机挤出的料线从模头引出、风冷却，然后设定转速300－600 rpm，通过切粒机切成直径2-4mm、长度3-5mm的颗粒。

本发明制备的高密度复合材料主要用于注塑成各种制品，在电子工业、汽车、机械、仪表工业、工业器材等领域获得日益广泛地应用。主要用途归结如下：

（1）增加重量手感：水龙头外壳、高尔夫球棍头、钓鱼具等。

（2）增加金属质感：仿真玩具、音响操作面板、汽车内饰面板、工艺品。

与现有技术相比，本法明涉及的新型高密度复合材料的制备方法具有如下优点和显著的进步：

（1）制备出的复合材料密度大，力学性能和耐热性能好，可注塑，注塑制品表面光泽度高。