一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料及其制备工艺，属于薄膜加工技术领域，包括复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融挤出后，转移到吹塑机中进行吹塑成型得到，通过对玻纤进行改性，不仅有效的提高了复合薄膜材料的力学性能，还提高了其抗老化与耐磨性能，由于碳氢化合物的极性小，分子间的作用力最小，所以柔性较好，进而提高了复合玻纤的柔韧性，通过在玻纤表面包覆一层聚烯烃包覆层，提高了玻纤与改性树脂之间的相容性，消除了玻纤与改性树脂之间的弱界面，提高了薄膜的导热性与耐磨性，更加容易的对其进行加工。更加容易的对其进行加工。更加容易的对其进行加工。

【技术实现步骤摘要】
一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及薄膜加工
，具体涉及一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]薄膜材料是指其在一维尺度上的厚度相对较薄的材料，其厚度通常在纳米到微米的范围内。薄膜材料与传统的块状材料相比，具有较高的表面积与体积比例，因此在某些特定条件下表现出独特的物理、化学和机械性能。纤维是一种具有较高长度和较小横截面的材料，高性能的纤维材料，包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等。
[0003]现有技术中的玻璃纤维其脆性较大，柔韧性差，玻璃纤维在一些强酸或强碱环境时，酸碱可能对玻璃纤维的表面造成腐蚀，破坏其表面结构，降低其拉伸性能与耐磨性能，玻璃纤维是一种无机材料，其主要成分是硅酸盐类，其表面能较高，表现出较好的润湿性，聚烯烃等有机材料的表面能较低，玻璃纤维表面暴露在空气中，其表面出现一定程度的氧化状态和其自身的硬度较高，使得聚烯烃与玻璃纤维的表面张力存在一定的差异，产生弱界面，降低了薄膜的整体性能，且玻纤本身导热系数较低，导致玻纤复合的薄膜材料，其导热散热性能差，使得薄膜受到热老化的影响较大，薄膜的抗老化性能有待进一步提高，其中玻璃纤维简称为玻纤。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料及其制备工艺，用于解决现有技术中玻璃纤维与聚丙烯结合制备的薄膜材料，聚烯烃与玻璃纤维的表面张力存在一定的差异，产生弱界面，降低了薄膜的整体性能，且玻纤本身导热系数较低，导致玻纤复合的薄膜材料，其导热散热性能差，使得薄膜受到热老化的影响较大，故薄膜的抗老化性能有待进一步提高的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料，所述高耐磨薄膜材料由复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融挤出后，转移到吹塑机中进行吹塑成型得到；
[0008]所述复合玻纤由玻纤经过水洗，经活化液浸渍改性后，与纳米氮化硼和纳米氧化铝进行超声分散，制备成改性玻纤，然后在改性玻纤变外部包覆一层聚烯烃层得到，其中，活化液由68wt%硫酸、十六烷基三甲基硫酸铵、15wt%双氧水按用量比10ml:2g:5ml组成；
[0009]所述改性碳酸钙由Z
‑
二氢
‑5‑
甲基
‑5‑
(3
‑
己烯基)
‑
2(3H)
‑
呋喃酮、N
‑
乙基
‑
N
‑
(2
‑
羟乙基)全氟辛基磺酰胺、甲苯在高温作用下，通过酯化反应生成中间体I后与巴豆胺和丙烯醇在催化剂环境下，通过自由基聚合反应，生成缩聚物包覆在纳米碳酸钙的外部得到；
[0010]所述改性树脂由 3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸上的羧基与异佛尔酮二异
氰酸酯反应后再与乙烯基乙酸上的羧基反应，生成中间体I，中间体I与3
‑
氯丙烯、正癸烯在引发剂的作用下，通过自由基聚合反应得到。
[0011]进一步的，所述高耐磨薄膜材料由复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯按用量比2g:1.5g:12g:0.6g:0.2g，玻纤的直径为2
‑
3μm。
[0012]一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料的制备工艺，包括以下步骤：
[0013]步骤一、将乳化液、引发剂和碳酸氢铵加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至75
‑
85℃，向三口烧瓶中滴加混合液一，滴加完毕保温反应2
‑
3h，向三口烧瓶中滴加混合液二，滴加完毕，保温反应4
‑
6h，三口烧瓶温度降低至室温，得到浸渍液；
[0014]浸渍液的合成反应原理为：
[0015][0016]步骤二、将改性玻纤完全浸渍到装有浸渍液的烧杯中，室温下搅拌30
‑
50min，抽滤，滤饼转移到温度为60
‑
70℃的干燥箱中干燥30
‑
50min，将其依次用纯化水和无水乙醇洗涤3次后，转移到温度为65
‑
75℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到复合玻纤；
[0017]步骤三、将3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸和甲苯加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，室温下向三口烧瓶中滴加50wt%异佛尔酮二异氰酸酯甲苯溶液，滴加完毕，保温反应2
‑
3h，然后向三口烧瓶中滴加50wt%乙烯基乙酸甲苯溶液，滴加完毕，保温反应2
‑
3h，后处理得到中间体I；
[0018]中间体I的合成反应原理为：
[0019][0020][0021]步骤四、将中间体I、3
‑
氯丙烯、正癸烯、甲苯加入到聚合反应釜中搅拌，聚合搅拌釜温度升高至50
‑
60℃，然后向聚合反应釜中加入引发剂，负压反应2
‑
3h，后处理得到改性树脂；
[0022]改性树脂的合成反应原理为：
[0023][0024]步骤五、将复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出后，转移到吹塑机中进行吹塑成型，得到薄膜成品。
[0025]进一步的，改性玻纤由以下步骤加工而成：
[0026]A1、将玻璃纤维用清水洗涤，去除其表面污渍，沥干，然后将其完全浸没到装有活化液的烧杯中，烧瓶温度升高至65
‑
75℃，超声处理30
‑
50min，后处理得到预处理玻纤；
[0027]A2、将纳米氮化硼、纳米氧化铝和65vt%乙醇水溶液加入到烧杯中，烧杯温度升高
至50
‑
55℃，超声分散30
‑
50min，向三口烧瓶中加入预处理玻纤，保温超声处理4
‑
6h，后处理的得到改性玻纤。
[0028]进一步的，步骤A1的后处理操作包括：反应完成之后，烧杯温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤至中性后转移到温度为65
‑
75℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到预处理玻纤；步骤A2中纳米氮化硼、纳米氧化铝、65vt%乙醇水溶液和预处理玻纤的用量比为1g：0.6g：60ml：10g，所述后处理操作包括：反应完成之后，烧杯温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤三次，抽干，滤饼转移到温度为55
‑
65℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到改性玻纤。
[0029]进一步的，步骤一中的乳化液由吐温
‑
80、OP
‑
10、十六烷基二甲基胺和纯化水按用量比5g：2g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料，其特征在于，所述高耐磨薄膜材料由复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯混合均匀后，经双螺杆挤出机熔融挤出后，转移到吹塑机中进行吹塑成型得到；所述复合玻纤由玻纤经过水洗，经活化液浸渍改性后，与纳米氮化硼和纳米氧化铝进行超声分散，制备成改性玻纤，然后在改性玻纤外部包覆一层聚烯烃层得到，其中，活化液由68wt%硫酸、十六烷基三甲基硫酸铵、15wt%双氧水按用量比10ml:2g:5ml组成；所述改性碳酸钙由Z
‑
二氢
‑5‑
甲基
‑5‑
(3
‑
己烯基)
‑
2(3H)
‑
呋喃酮、N
‑
乙基
‑
N
‑
(2
‑
羟乙基)全氟辛基磺酰胺、甲苯在高温作用下，通过酯化反应生成中间体I后与巴豆胺和丙烯醇在催化剂环境下，通过自由基聚合反应，生成缩聚物包覆在纳米碳酸钙的外部得到；所述改性树脂由 3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸上的羧基与异佛尔酮二异氰酸酯反应后再与乙烯基乙酸上的羧基反应，生成中间体I，中间体I与3
‑
氯丙烯、正癸烯在引发剂的作用下，通过自由基聚合反应得到。2.根据权利要求1所述的一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料，其特征在于，所述高耐磨薄膜材料由复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯按用量比2g:1.5g:12g:0.6g:0.2g，玻纤的直径为2
‑
3μm。3.一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将乳化液、引发剂和碳酸氢铵加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至75
‑
85℃，向三口烧瓶中滴加混合液一，滴加完毕保温反应2
‑
3h，向三口烧瓶中滴加混合液二，滴加完毕，保温反应4
‑
6h，三口烧瓶温度降低至室温，得到浸渍液，其中，混合液一由2
‑
壬烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、油胺和乳化液按用量比1g：5g：4.5g：6ml组成；混合液二由丙烯酸甲酯、丙烯酸、苯乙烯、引发剂和乳化液按用量比1g：1.6g：3.6g：0.1g：4ml组成；步骤二、将改性玻纤完全浸渍到装有浸渍液的烧杯中，室温下搅拌30
‑
50min，抽滤，滤饼转移到温度为60
‑
70℃的干燥箱中干燥30
‑
50min，将其依次用纯化水和无水乙醇洗涤3次后，转移到温度为65
‑
75℃的干燥箱中，干燥至恒重，得到复合玻纤；步骤三、将3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸和甲苯加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，室温下向三口烧瓶中滴加50wt%异佛尔酮二异氰酸酯甲苯溶液，滴加完毕，保温反应2
‑
3h，然后向三口烧瓶中滴加50wt%乙烯基乙酸甲苯溶液，滴加完毕，保温反应2
‑
3h，后处理得到中间体I；步骤四、将中间体I、3
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氯丙烯、正癸烯、甲苯加入到聚合反应釜中搅拌，聚合搅拌釜温度升高至50
‑
60℃，然后向聚合反应釜中加入引发剂，负压反应2
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3h，后处理得到改性树脂；步骤五、将复合玻纤、改性碳酸钙、改性树脂、添加剂和对苯二异氰酸酯加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出后，转移到吹塑机中进行吹塑成型，得到薄膜成品。4.根据权利要求3所述的一种基于玻璃纤维的高耐磨薄膜材料的制备工艺，其特征在于，改性玻纤由以下步骤加工而成：A1、将玻璃纤维用清水洗涤，去除其表面污渍，沥干，然后将其完全浸没到装有活化液的烧杯中，烧瓶温度升高至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，王映皓，王小龙，王敏，
申请(专利权)人：上海惊叹化学有限公司，
类型：发明
国别省市：