本發(fā)明屬于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來，隨著工程機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，材料的輕量化、輕質(zhì)化成為未來發(fā)展的主要方向。輕量化、輕質(zhì)化主要指的是在滿足機(jī)械性能要求的前提下，將材料重量減輕。現(xiàn)有技術(shù)中主要是采用輕量化的金屬和非金屬材料實(shí)現(xiàn)的，主要包括高強(qiáng)度鋼材、鋁鎂合金、工程塑料以及各種復(fù)合材料。在所有輕量化材料過程中，目前鋼鐵材料仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋼鐵材料的比例呈逐年下降趨勢，鋁合金、鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料等材料比例逐漸增加。在汽車、飛機(jī)等交通工具中，材料滿足機(jī)械性能要求的輕質(zhì)化顯得尤為重要；例如作為其關(guān)鍵零部件液壓缸，輕量化也是必然趨勢。液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，一般由缸筒、活塞桿、活塞、導(dǎo)向套、壓蓋等零部件組成，它將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或小于360°的擺動(dòng)，根據(jù)在主機(jī)上的安裝位置不同，部分也為受力部件。液壓缸的重量主要分布在缸筒和活塞桿上，而現(xiàn)有活塞桿的材料多為普通鋼材，其質(zhì)量較重，不能滿足輕量化的需求。雖然現(xiàn)有技術(shù)中也有部分復(fù)合材料滿足輕質(zhì)化的需求，但由于在運(yùn)行過程中，液壓缸需要承受高壓、高溫等惡略環(huán)境，而目前復(fù)合材料在耐高溫、高壓方面還較弱，影響了復(fù)合材料在這一領(lǐng)域的應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料及其制備方法，使得制備出的復(fù)合材料能夠滿足高溫、高壓的工作環(huán)境，且盡可能輕質(zhì)化，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料，包含如下重量組份的各物質(zhì)：聚氨酯30-40份、2-乙基己基二苯基磷酸酯25-35份、沒食子酸15-20份、二甘醇二苯甲醇10-15份、碳納米管3-7份、纖維硼酸鎂石4-7份、白云石粉3-6份、羧甲基纖維素銨鹽8-11份、2-(4-叔丁基芐基)丙醛12-16份、玻璃纖維4-8份、三甲基環(huán)三硼氧烷7-12份。進(jìn)一步的，所述聚氨酯32-36份、2-乙基己基二苯基磷酸酯30-35份、沒食子酸17-20份、二甘醇二苯甲醇11-14份、碳納米管4-6份、纖維硼酸鎂石5-7份、白云石粉4-6份、羧甲基纖維素銨鹽8-10份、2-(4-叔丁基芐基)丙醛13-15份、玻璃纖維5-7份、三甲基環(huán)三硼氧烷8-11份。進(jìn)一步的，所述聚氨酯34份、2-乙基己基二苯基磷酸酯32份、沒食子酸19份、二甘醇二苯甲醇13份、碳納米管5份、纖維硼酸鎂石6份、白云石粉5份、羧甲基纖維素銨鹽9份、2-(4-叔丁基芐基)丙醛14份、玻璃纖維6份、三甲基環(huán)三硼氧烷10份。一種輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：（1）將纖維硼酸鎂石4-7份和白云石粉3-6份加入沒食子酸15-20份中，以速率500-1000r/min攪拌25-30min，得混合物A；（2）將碳納米管3-7份和三甲基環(huán)三硼氧烷7-12份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛12-16份，調(diào)整溫度至80-100℃，加熱反應(yīng)30-40min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽8-11份，升高溫度至110-120℃，攪拌反應(yīng)30-45min；（4）將聚氨酯30-40份、2-乙基己基二苯基磷酸酯25-35份、二甘醇二苯甲醇10-15份、玻璃纖維4-8份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，超聲處理5-10min，在溫度140-160℃下攪拌反應(yīng)2-3h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。進(jìn)一步的，步驟（1）中速率為650r/min，攪拌反應(yīng)35min。進(jìn)一步的，步驟（2）中溫度為85℃，加熱反應(yīng)40min。進(jìn)一步的，步驟（3）中溫度為116℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)37min。進(jìn)一步的，步驟（4）中超聲功率為2000W，超聲溫度設(shè)定為40℃，超聲處理8min；溫度為155℃，以速率1200r/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)明所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料的制備方法，通過加入碳納米管、纖維硼酸鎂石、白云石粉、羧甲基纖維素銨鹽和2-(4-叔丁基芐基)丙醛等物質(zhì)，使輕質(zhì)填料在主基體材料中分布更為均勻，更利于達(dá)到質(zhì)輕的目的，同時(shí)也提升了該復(fù)合材料的耐高溫、耐壓性能，以滿足高溫、高壓的工作環(huán)境；該復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度為5-7KJ/m2，抗壓強(qiáng)度為150-180MPa，可承受溫度為250-400℃。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1（1）將纖維硼酸鎂石4份和白云石粉3份加入沒食子酸15份中，以速率500r/min攪拌25min，得混合物A；（2）將碳納米管3份和三甲基環(huán)三硼氧烷7份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛12份，調(diào)整溫度至80℃，加熱反應(yīng)30min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽8份，升高溫度至110℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)30min；（4）將聚氨酯30份、2-乙基己基二苯基磷酸酯25份、二甘醇二苯甲醇10份、玻璃纖維4份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理5min，在溫度140℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。對比例1將白云石粉3份、碳納米管3份、聚氨酯30份、二甘醇二苯甲醇10份和玻璃纖維4份混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理5min，在溫度140℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后即可得到復(fù)合材料。實(shí)施例2（1）將纖維硼酸鎂石7份和白云石粉6份加入沒食子酸20份中，以速率1000r/min攪拌30min，得混合物A；（2）將碳納米管7份和三甲基環(huán)三硼氧烷12份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛16份，調(diào)整溫度至100℃，加熱反應(yīng)40min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽11份，升高溫度至120℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)45min；（4）將聚氨酯40份、2-乙基己基二苯基磷酸酯35份、二甘醇二苯甲醇15份、玻璃纖維8份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理10min，在溫度160℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。對比例2將白云石粉6份、碳納米管7份、聚氨酯40份、二甘醇二苯甲醇15份和玻璃纖維8份混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理10min，在溫度160℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后即可得到復(fù)合材料。實(shí)施例3（1）將纖維硼酸鎂石5份和白云石粉4份加入沒食子酸17份中，以速率1000r/min攪拌25min，得混合物A；（2）將碳納米管4份和三甲基環(huán)三硼氧烷8份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛13份，調(diào)整溫度至80℃，加熱反應(yīng)30min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽8份，升高溫度至110℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)45min；（4）將聚氨酯32份、2-乙基己基二苯基磷酸酯30份、二甘醇二苯甲醇11份、玻璃纖維5份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理5min，在溫度160℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)3h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。實(shí)施例4（1）將纖維硼酸鎂石7份和白云石粉6份加入沒食子酸20份中，以速率500r/min攪拌30min，得混合物A；（2）將碳納米管6份和三甲基環(huán)三硼氧烷11份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛15份，調(diào)整溫度至100℃，加熱反應(yīng)40min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽10份，升高溫度至120℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)30min；（4）將聚氨酯36份、2-乙基己基二苯基磷酸酯35份、二甘醇二苯甲醇14份、玻璃纖維7份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理10min，在溫度140℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。實(shí)施例5（1）將纖維硼酸鎂石6份和白云石粉5份加入沒食子酸19份中，以速率650r/min攪拌35min，得混合物A；（2）將碳納米管5份和三甲基環(huán)三硼氧烷10份加入2-(4-叔丁基芐基)丙醛14份，調(diào)整溫度至85℃，加熱反應(yīng)40min；（3）隨后向步驟（2）中加入步驟（1）中混合物A和羧甲基纖維素銨鹽9份，升高溫度至116℃，以速率850r/min攪拌反應(yīng)37min；（4）將聚氨酯34份、2-乙基己基二苯基磷酸酯32份、二甘醇二苯甲醇13份、玻璃纖維67份和步驟（2）中得反應(yīng)物混合，設(shè)定功率2000W，溫度40℃，超聲處理8min，在溫度155℃下以速率1200r/min攪拌反應(yīng)2.5h；待反應(yīng)冷卻后即可得到所述輕質(zhì)耐高溫復(fù)合材料。將以上各個(gè)實(shí)施例和對比例得到的復(fù)合材料性能測試，結(jié)果如下表：試驗(yàn)沖擊強(qiáng)度（KJ/m2）抗壓強(qiáng)度（MPa）耐溫度（℃）實(shí)施例15150250對比例10.510.588實(shí)施例25.8158320對比例20.3612.782實(shí)施例36.2169354實(shí)施例46.8176385實(shí)施例57180400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)。當(dāng)前第1頁1 2 3