[发明专利]一种车体制造用玄武岩纤维复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种车体制造用玄武岩纤维复合材料及其制备方法，属于材料领域，以重量份计，该复合材料包含以下组分：45～65份改性玄武岩纤维、40～60份聚乙烯树脂、4～8份增韧剂、1～3份表面活性剂、1～3份偶联剂、0.5～2.5份抗氧剂和0.5～2.5份去离子粉；改性玄武岩纤维中二氧化硅、氧化铝、铁氧化物、二氧化钛的质量含量分别为50％～54％、15％～18％、10％～14％、4％～6％；其制备方法为：A、制备改性玄武岩纤维，B、挤出造粒；与现有技术相比，该复合材料具有更好的防静电、吸波、耐高温、抗冲击、抗拉伸、耐疲劳性能，该方法成本低廉、操作简单、适合大规模生产，且容易实现玄武岩纤维在聚合物中的均匀分散，并加强它们的结合强度。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种玄武岩纤维复合材料。

背景技术

聚合物材料虽然只有几十年的发展历史，但是其发展速度之快，应用之广，远远超过人类历史上任何一种其它材料。聚合物具有可塑性、高弹性、成膜性等很多优良而独特的性能，可以制成各种塑料、合金橡胶、合成纤维、涂料和粘合剂等。但是聚合物还存在不耐高温、强度不够高、容易燃烧、容易老化、容易产生积累静电等缺点，如何克服这些缺点进一步完善聚合物的性能是当前材料领域的一个热点问题。

玄武岩纤维是以天然的基性玄武岩矿石为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450～1500℃熔融后制成的纤维，是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。玄武岩纤维与其它高科技纤维相比，具有隔热、防潮、防水、防火、耐酸碱、保冷、吸声、良好的抗拉强度、耐腐蚀、且长期使用不退变、劣化等很多独特的优异性能，并且原料价格低廉，生产加工投入成本低，是碳纤维等的低价替代品。尤为主要的是由于它取自天然矿石，而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色玻璃质纤维产品。

通过聚合物材料和玄武岩纤维制备复合材料能够有效克服聚合物材料的缺陷，进一步完善聚合物材料的性能，但在制备玄武岩纤维聚合物复合材料时人们面临的问题之一就是玄武岩纤维的均匀分散较困难，这是因为改性玄武岩纤维的直径较细是微米级的，具有同其它微米粉体类似的表面效应、小尺寸效应，因而有较大的比表面积和较高的表面能，容易发生团聚等问题，使得复合材料的性能仍然受到一定限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车体制造用玄武岩纤维复合材料及其制备方法，该车体制造用玄武岩纤维复合材料具有更好的防静电、吸波、耐高温、抗冲击、抗拉伸、耐疲劳性能，该方法成本低廉、操作简单、适合大规模生产，且容易实现玄武岩纤维在聚合物中的均匀分散。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种车体制造用玄武岩纤维复合材料，以重量份计，它包含以下组分：45～65份改性玄武岩纤维、40～60份聚乙烯树脂、4～8份增韧剂、1～3份表面活性剂、1～3份偶联剂、0.5～2.5份抗氧剂和0.5～2.5份去离子粉；

所述改性玄武岩纤维中二氧化硅的质量含量为50％～54％、氧化铝的质量含量为15％～18％、铁氧化物的质量含量为10％～14％、二氧化钛的质量含量为4％～6％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中表面活性剂、去离子粉、抗氧剂、增韧剂能作为填料分散于聚乙烯树脂的网链状结构中，有效降低改性玄武岩纤维的表面能，减弱表面效应，同时去离子粉还能有效去除聚乙烯树脂表面积累的静电，使得改性玄武岩纤维能够更加均匀得分散于聚乙烯树脂的网链状结构中，并通过偶联剂更好得与聚乙烯树脂有机结合在一起，显著增加其与聚乙烯树脂介面间的结合强度，进而大大提高车体制造用玄武岩纤维复合材料的密度、硬度、弹性和抗氧性，使其具有更好的防静电、吸波、耐高温、抗冲击、抗拉伸性能，与普通玄武岩纤维聚合物复合材料相比，其防静电、吸波、耐高温、抗冲击、抗拉伸性能分别可提高44％、12％、25％、36％、40％，使用寿命可延长70％。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。