[发明专利]一种纳米复合材料安全鞋头及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：安全鞋头由多层涂覆有树脂糊的玻璃纤维布压合而成，所述树脂糊与玻璃纤维布的质量百分比组成为：树脂糊30-45%，玻璃纤维布55-70%，总和为100%；

按照质量百分比计，树脂糊的配方如下：

热固性树脂30-50%，改性纳米碳管0.1-5%，改性丁腈橡胶10-30%，聚氨酯丙烯酸酯5-25%，预聚合之硅烷寡聚物1-5%，高温起始剂0.5-2%，中温起始剂1-2%，低收缩剂5-20%，增稠剂A 1-10%，增稠剂B 1-3%，内脱膜剂2-5%。

2.根据权利要求1所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述玻璃纤维布为硅烷改性的无碱玻璃纤维布。

3.根据权利要求2所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述为硅烷改性的无碱玻璃纤维布的制备方法为：将无碱玻璃纤维布浸没入质量浓度为3-8%的硅烷偶联剂的乙醇溶液中，20-25℃下保持10-20秒，然后取出无碱玻璃纤维布，在氮气气氛下90-110℃下烘10-12小时即可。

4.根据权利要求1所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述热固性树脂为双酚A环氧乙烯基树脂，所述高温起始剂为过氧化-2-乙基乙酸叔丁酯，所述中温起始剂为过氧化苯甲酸叔丁酯，所述低收缩剂为聚己酸内酯，所述增稠剂A为氧化镁，所述增稠剂B为氢氧化镁，所述内脱膜剂为硬酯酸锌。

5.根据权利要求1所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述改性纳米碳管的制备方法如下：

（1）首先将纳米碳管压制成厚度0.5-1mm、直径0.5-5cm的饼状，浸没在电浆中反应300-1200秒得氧化碳管；

（2）将氧化碳管加入95wt%的乙醇和硅烷偶联剂按重量比50:1-10的比例混合形成的混合液中，加盐酸调节pH至2.5-5.5，通氮气条件下，50-75℃下加热 3-6小时，无水甲醇洗涤2-4次，然后进入烘箱氮气气氛下60-80℃下烘6-8小时。

6.根据权利要求5所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述的纳米碳管为单壁纳米碳管或多壁纳米碳管，纳米碳管的直径为10-90 纳米，长度为5-50 微米。

7.根据权利要求5所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：电浆原料为纯度99.995%的氩气与水蒸气的混合物，电浆原料中水蒸气所占体积百分比为0.5-5%，产生电浆所用的射频频率为13.56 MHz，功率为100-250W。

8.根据权利要求1所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述改性丁腈橡胶的制备方法如下：

（1）按重量份计，将5-10份甲基丙烯酸单体、50-60份丁二烯和10-40份丙烯腈混合均匀形成混合液，再加入占混合液重量0.5-2%的偶氮二异丁腈和占混合液重量0.1-1%的叔十二烷基硫醇，通入氮气后持续搅拌，加热至50-70℃下恒温反应2-5小时得端羧基丁腈橡胶；

（2）按重量份计，将10-25份端羧基丁腈橡胶、100份双酚A环氧树脂、15-25份甲基丙烯酸和1-2份催化剂三苯基膦混合，通氮气条件下持续搅拌，将升温至100-150℃保温反应2-4小时，反应结束后自然降至室温。

9.根据权利要求1所述的一种纳米复合材料安全鞋头，其特征在于：所述预聚合之硅烷寡聚物的制备方法为：按重量份计，向2-5份硅烷偶联剂KH-570中加入95wt%乙醇1-3份，通氮气条件下持续搅拌，升温到60-80℃保温反应2-5小时，最后减压蒸馏除去乙醇。

10.一种如权利要求1所述的纳米复合材料安全鞋头的制备方法，其特征在于：将树脂糊各组分按配比混合均匀，然后将其均匀涂布于单层玻璃纤维布上，之后在涂布有树脂糊的玻璃纤维布上下表面各覆盖一层PE膜，再经过滚轮滚压后获得片料，片料在35-45℃下熟化20-28小时，将熟化好的片料裁切成型，撕去PE膜，将裁切成型的片料经手工积层法迭成预成型的鞋头，再置入热压机上固定模具中以压力30-45MPa、135-155℃热压150-200秒后成型，脱模后经过研磨、修边程序获得产品。