[发明专利]一种作为有机复合材料增强体的碳化硅粉体的制备方法

说明书

本发明属于无机材料制备技术领域，并公开了一种作为有机复合材料增强体的碳化硅粉体的制备方法，包括以下步骤：首先将碳化硅粉体原料送入球磨机内进行整形处理；然后，将整形好的碳化硅粉体在60℃～80℃下预热20min～30min，每次将改性剂以雾状形式喷到高速搅拌的碳化硅粉体中，控制温度为100℃～120℃，每搅拌干燥2h～3h静置20min～30min，搅拌4次，得到初步改性的碳化硅粉体；最后，将初步改性的碳化硅粉体在强化剂中浸涂，得到改性的碳化硅粉体。本发明能够有效改善碳化硅粉体与有机复合材料的亲和性，提高其填充时的相容性和分散性，改善制品的综合性能，且工艺简单，容易控制。

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，特别涉及一种作为有机复合材料增强体的碳化硅粉体的制备方法。

背景技术

目前有机复合材料应用广泛，但由于其自身耐磨性并不优秀，导热性也欠佳，部分有机复合工业产品对于这两个指标有着苛刻的要求，为进一步增强材料的指标性能，加入合适的增强材料势在必行。

碳化硅具有抗氧化性强，耐磨性能好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，被广泛应用于功能陶瓷、高级耐火材料、充当增强体等诸多领域。碳化硅用作增强体有机复合材料的时，由于碳化硅属于无机非金属材料，分子结构为离子键晶体，具有很好的亲水性，而有机复合材料表面大多是改性性的，这就导致碳化硅不能很好的在有机复合材料中填充，需要通过特殊的改性处理，才能更好的与有机复合材料相结合，达到增强有机复合材料的目的。当碳化硅作为有机复合材料的增强体时，如何提高碳化硅与有机复合材料之间的混溶性，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种作为有机复合材料增强体的碳化硅粉体的制备方法。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：一种作为有机复合材料增强体的碳化硅粉体的制备方法，包括以下步骤：

(1)将碳化硅粉体原料送入球磨机内进行整形处理30min～40min，取出，备用；

(2)将步骤(1)整形好的碳化硅粉体在60℃～80℃下预热20min～30min，每次将改性剂以雾状形式喷到高速搅拌的碳化硅粉体中，控制温度为100℃～120℃，搅拌速度为300r/min～600r/min，每搅拌干燥2h～3h静置20min～30min，搅拌4次后置于烘箱中烘干，得到初步改性的碳化硅粉体；

所述改性剂为氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙醇和水的混合溶液，其中各成分的重量百分数分别为氨丙基三乙氧基硅烷10％～15％、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷5％～10％、乙醇65％～70％和余量水；

(3)将初步改性的碳化硅粉体在强化剂中浸涂10s～50s后，在烘箱中烘干；其中强化剂为硅烷偶联剂和聚乙烯亚酰胺的混合物，硅烷偶联剂和聚乙烯亚酰胺的重量比为2:3～5。

进一步的，步骤(1)所述的球磨机长径比小于3。

进一步的，所述碳化硅粉体原料中SiC含量不小于98％。

进一步的，步骤(1)整形好的碳化硅粉体的粒度中值为D₅₀为1.5μm～2.5μm。

进一步的，所述改性剂中各成分的重量百分数分别为氨丙基三乙氧基硅烷10％、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10％、乙醇70％和余量水。

进一步的，所述硅烷偶联剂和聚乙烯亚酰胺的重量比为2:3。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在球磨机中进行表面整形后，碳化硅粉体的外形圆整，没有尖锐棱角，作为复合材料增强剂能够明显改善复合材料性能，避免锋利的颗粒形貌对粉体的流动性及材料制品的塑性产生影响。