[发明专利]一种纳米粒子复合材料

说明书

本发明提供一种纳米粒子复合材料，包括以下重量份数的各组分：PTT 50～60份，天然纤维20～30份，无机纳米粒子5～8份，SiC纳米粉末2～5份，偶联剂0.1～0.5份、增容剂4～8份、抗氧剂0.1～0.5份。本发明的纳米粒子复合材料通过使用PTT替代普通纳米材料中的塑料，并与无机纳米粒子，及其他组分在特定的配比下结合，得到的复合材料具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能，并且抗冲击强度高，硬度高；并且加入无机纳米粒子，使得复合材料的强度和韧性都较高，扩大了复合材料的应用范围。此外，天然纤维的加入是的制得的复合材料易于回收、利用；SiC纳米粉末的加入能够增加复合材料的强度和耐磨性强。

技术领域

本发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种纳米粒子复合材料，属于纳米材料技术领域。

背景技术

纳米材料是指材料的尺寸一般为1-100nm，是一种介于原子、分子与宏观物质之间，处于中间状态的固体材料。随着纳米技术的发展，采用纳米技术制备高分子材料的技术已经得到了广泛的应用。纳米粒子不仅可以使聚合物的强度、刚性、韧性等力学性能得到明显改善，而且可以提高塑料的密度、透光性、防水性、阻隔性、耐热性及抗老化性等功能特性。

但是目前的采用纳米技术制备的高分子材料，在抗冲击性，稳定性，方面需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米粒子复合材料，该复合材料抗冲击性强，，具有优异的力学性能、加工性能和耐热性能，并且易于回收利用。

除非特别指明，本文中的“PTT”是指“聚对苯二甲酸丙二醇酯”。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种纳米粒子复合材料，包括以下重量份数的各组分：PTT 50～ 60份，天然纤维20～30份，无机纳米粒子5～8份，SiC纳米粉末2～5份，偶联剂0.1～0.5份、增容剂4～8份、抗氧剂0.1～0.5份。

进一步地，所述纳米粒子复合材料包括以下重量份数的各组分PTT 55份，天然纤维29份，无机纳米粒子6份，SiC纳米粉末4份，偶联剂0.5份、增容剂 5份、抗氧剂0.5份。该配比下得到的纳米粒子复合材料，具有更优异的力学性能，复合材料的强度和韧性更高，并且加工性能和耐热性能。

进一步地，所述无机纳米粒子选自蒙脱土粒子、碳酸钙粒子、高龄土粒子、滑石粉粒子、钛白粉粒子和炭黑中的至少一种。

进一步地，所述无机纳米粒子选自碳酸钙粒子、龄土粒子、滑石粉粒子和炭黑中的至少一种。该种类的无机纳米粒子的加入不但能够提高复合材料的强度和韧性，还可起到润滑剂的作用，使制得的复合材料的流畅性好。

进一步地，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝钛复合偶联剂中的至少一种。

进一步地，所述天然纤维为木粉和/或竹粉。

进一步地，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

进一步地，所述增溶剂由质量比为1：1的甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元接枝共聚物组成。由该增溶剂制成的复合材料，各成分相容性更好，制得的复合材料韧性更强。

另一方面，本发明还提供一种上述的纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称取适量的各组分，然后将称取的各组分干燥；

2)将干燥后的无机纳米粒子和SiC纳米粉末加入高速混匀箱中，于85℃～ 110℃下，4000～5000r/min的转速混匀，再加入偶联剂搅拌30～45分钟，得到均匀沾有偶联剂的无机纳米粒子；

3)再依次加入干燥后的PTT、天然纤维、增容剂和抗氧剂，搅拌混合均匀后得到混合物料；