一种高分子自修复弹性机械材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高分子自修复弹性机械材料及其制备方法，由碳纤维、酚醛树脂、环氧树脂、纳米硫酸钙、氧化锌、纳米二氧化钛和马来酸酐接枝聚丙烯按重量份组成，将各原料按配比混合，并搅拌均匀，并加入适量水，混合均匀形成混合液；将混合物溶液进行真空脱气，将混合物溶液中的气体完全除去；将除去气体后的混合物溶液倒入真空的模具中进行反应，将模具置于室温下进行缓慢冷却，放入一定湿度的环境中，调整放置时间改变材料的水含量。本发明专利技术的高分子自修复材料制备工艺简单，易于实施，且材料强度可调，质量明显优于现有的自修复材料，可以实现硬材料的多次高效修复，修复效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及机械材料领域，具体是一种高分子自修复弹性机械材料及其制备方 法。
技术介绍
材料在使用过程中由于受到机械、热、化学等各种因素影响，不可避免会产生裂纹 和破损，从而影响产品的正常使用，缩短使用寿命。如果能够赋予材料自修复功能，即可解 决上述问题，显著提高产品性能和使用寿命。自修复材料根据修复机理和材料制备可分为 两类，一类属于外援型自修复，即借助外加修复剂实现材料的自修复，通常利用微胶囊及空 屯、纤维等在材料中预先埋入修复剂，当材料产生裂纹时，分布在裂纹扩展路径上的微容器 随之破裂，释放出的修复剂将断裂面重新结合起来，达到自修复的效果。运种自修复材料的 缺点在于制备方法和工艺条件复杂苛刻，修复次数有限。 另一类属于本征型自修复材料，即不需要外加修复剂，依靠材料本身内部的共价 或非共价键作用实现自修复。本征型自修复材料较易实现材料的多次修复，但此类材料的 破损界面要达到纳米尺寸的接触才能实现自修复，因而软的材料由于形变能力强，容易消 除破损产生的间隙，而现有的硬材料形变能力差，则难W克服运种破损界面的间隙。 现有的高分子自修复材料，在制备过程中需要严格除氧，所使用的设备W及工艺 条件有较高的要求，因此限制了所制备材料的尺寸和形状。而且现有的高分子自修复材料 所使用的原料成分复杂，成本高，而且其自我修复效果也不理想，因此限制了自修复材料的 应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，W解决上 述
技术介绍
中提出的问题。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案： 一种高分子自修复弹性机械材料，由W下重量份的原料制成：碳纤维10~20份， 酪醒树脂25~35份，环氧树脂20~30份，纳米硫酸巧20~30份，氧化锋15~25份，纳 米二氧化铁2~4份，马来酸酢接枝聚丙締10~16份。 作为本专利技术的进一步方案：具体由W下重量份的原料制成：碳纤维15份，酪醒树 脂30份，环氧树脂25份，纳米硫酸巧25份，氧化锋20份，纳米二氧化铁3份，马来酸酢接 枝聚丙締13份。 一种所述的高分子自修复弹性机械材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤 如下： (1)将各原料按配比混合，并揽拌均匀，并加入适量水，混合均匀形成混合液； (2)将混合物溶液进行真空脱气0.化，真空脱气的真空度控制在100-200Pa，将混 合物溶液中的气体完全除去； 阳01引 （3)将除去气体后的混合物溶液倒入真空的模具中，在80~90°C下反应3~地， 将模具置于室溫下进行缓慢冷却，即得预成品； (4)将预成品放入相对湿度为25~35%的环境中，调整放置时间改变材料的水含 量，获得不同机械强度的高分子自修复弹性机械材料。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的高分子自修复材料制备工艺简 单，易于实施，且材料强度可调，质量明显优于现有的自修复材料，可W实现硬材料的多次 高效修复，弹性大，修复效果好，不易损坏，大大提高了自修复材料的应用范围。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本专利技术保护的范围。 实施例1 高分子自修复弹性机械材料，由W下重量份的原料制成：碳纤维10份，酪醒树脂 35份，环氧树脂20份，纳米硫酸巧30份，氧化锋15份，纳米二氧化铁4份，马来酸酢接枝聚 丙締10份。 上述高分子自修复弹性机械材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1)将各原料按配比混合，并揽拌均匀，并加入适量水，混合均匀形成混合液； (2)将混合物溶液进行真空脱气0.化，真空脱气的真空度控制在100-200Pa，将混 合物溶液中的气体完全除去； (3)将除去气体后的混合物溶液倒入真空的模具中，在90°C下反应地，将模具置 于室溫下进行缓慢冷却，即得预成品； 阳022] (4)将预成品放入相对湿度为30%的环境中，调整放置时间改变材料的水含量， 获得不同机械强度的高分子自修复弹性机械材料。 阳〇2引 实施例2 高分子自修复弹性机械材料，由W下重量份的原料制成：碳纤维15份，酪醒树脂 30份，环氧树脂25份，纳米硫酸巧25份，氧化锋20份，纳米二氧化铁3份，马来酸酢接枝聚 丙締13份。 上述高分子自修复弹性机械材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1)将各原料按配比混合，并揽拌均匀，并加入适量水，混合均匀形成混合液； (2)将混合物溶液进行真空脱气0.化，真空脱气的真空度控制在100-200Pa，将混 合物溶液中的气体完全除去； (3)将除去气体后的混合物溶液倒入真空的模具中，在85°C下反应地，将模具置 于室溫下进行缓慢冷却，即得预成品； 阳029] (4)将预成品放入相对湿度为30%的环境中，调整放置时间改变材料的水含量， 获得不同机械强度的高分子自修复弹性机械材料。 实施例3 高分子自修复弹性机械材料，由W下重量份的原料制成：碳纤维20份，酪醒树脂 25份，环氧树脂30份，纳米硫酸巧20份，氧化锋25份，纳米二氧化铁2份，马来酸酢接枝聚 丙締16份。 阳032]上述高分子自修复弹性机械材料的制备方法，具体制备步骤如下： (1)将各原料按配比混合，并揽拌均匀，并加入适量水，混合均匀形成混合液； (2)将混合物溶液进行真空脱气0.化，真空脱气的真空度控制在100-200Pa，将混 合物溶液中的气体完全除去； (3)将除去气体后的混合物溶液倒入真空的模具中，在80°C下反应地，将模具置 于室溫下进行缓慢冷却，即得预成品； (4)将预成品放入相对湿度为30%的环境中，调整放置时间改变材料的水含量， 获得不同机械强度的高分子自修复弹性机械材料。 阳037]在高分子自修复弹性机械材料出现裂纹时，按如下方法进行修复： 若出现裂纹的高分子自修复材料水含量不低于20%，则垂直于裂纹方向W不低于 0. 065MPa的力按压高分子自修复弹性机械材料不少于4s，然后静置0.化，即可实现自修 复。 若出现裂纹的高分子自修复弹性机械材料水含量低于20%，则在裂纹处喷水雾， 然后垂直于裂纹方向W不低于0. 〇65MPa的力按压高分子自修复弹性机械材料不少于5s， 然后静置比，即可实现自修复；或者垂直于裂纹方向W不低于0. 065MPa的力按压高分子自 修复弹性机械材料不少于5s后，放置于相对湿度为100%的环境中4天，即可实现自修复。 对上述高分子自修复弹性机械材料做水含量变化测试和拉伸测试，如表1所示， 将本实施例所得自修复材料在相对湿度为35%的环境中分别放置不同时间，得到不同水含 量的自修复材料，经测试各自修复材料的机械强度如下表， 表1自修复材料在相对湿度为35%的环境中不同时间内水含量与机械强度的变 化 对本实施例所得样品做自修复测试： 将本实施例所得高分子自修复材料在相对湿度为20%的环境中放置地，材料水 含量为30%左右；将材料从中间切成两份后，施加0. 065MPa的压力IOs将两份按压在一 起，静置Ih后，两份重新成为完整的一个材料，实现了自修复；重复切开、按压、修复4次后， 材料仍可W实现自修复。 将本实施例所得高分子自修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子自修复弹性机械材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碳纤维10～20份，酚醛树脂25～35份，环氧树脂20～30份，纳米硫酸钙20～30份，氧化锌15～25份，纳米二氧化钛2～4份，马来酸酐接枝聚丙烯10～16份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪琴，
申请(专利权)人：陈雪琴，
类型：发明
国别省市：浙江;33