[發(fā)明專利]聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110406425.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102501357A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍春光;周揚(yáng);粟洋;龔建彬;曹太山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C45/76
• 分類號(hào): B29C45/76;B29C45/17;B29C45/14
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所 43205
• 代理人: 李西寶

1.一種聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料，其特征在于：將聚合物熔體充入泡沫鋁的孔隙中，形成由泡沫鋁和聚合物構(gòu)成的復(fù)合材料；所述聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛中的一種或一種以上的混合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料，其特征在于：所述泡沫鋁的孔隙率為50%~80%，孔徑為3~5mm的泡沫鋁。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料，其特征在于：所述泡沫鋁為開(kāi)孔連通型泡沫鋁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料，其特征在于：所述聚合物為聚丙烯時(shí)，所述復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為31.5~46.2MPa、彎曲強(qiáng)度為47.2~65.1MPa、彎曲模量為2875~3903

MPa、簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度為115~165KJ/m²、導(dǎo)熱系數(shù)為0.58~1.2W/m/K、密度為1.4~1.85

g/cm³；所述聚合物為聚甲醛時(shí)，所述復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為66.4~84.7MPa、彎曲強(qiáng)度為64.1~76.8MPa、彎曲模量為5907~7135MPa、簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度為32.7~56.3KJ/m²、導(dǎo)熱系數(shù)為0.57~1.18W/m/K、密度為1.58~2.02g/cm³；所述聚合物為聚乙烯時(shí)，所述復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為30.8~44.7MPa、彎曲強(qiáng)度為45.3~63.3MPa、彎曲模量為2832~3788MPa、簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度為109~158KJ/m²、導(dǎo)熱系數(shù)為0.83~1.82W/m/K、密度為1.48~1.96g/cm³；所述聚合物為聚苯烯時(shí)，所述復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度為57.2~69.1MPa、彎曲強(qiáng)度為54.6~68.6MPa、彎曲模量為4187~5426MPa、簡(jiǎn)支梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度為28.1~46.9KJ/m²、導(dǎo)熱系數(shù)為0.43~0.94

W/m/K、密度為1.51~2.03g/cm³。

5.制備權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述生產(chǎn)方法包括下列步驟：

S1：將泡沫鋁安裝在注塑設(shè)備上的模具內(nèi)；

S2：將熔融指數(shù)MI≥2g/10min的聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛中的一種或一種以上混合物通過(guò)注射工藝注入泡沫鋁的孔隙中，制得聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料；?

S3：將步驟S2所得聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料置于溫度為50~80℃的條件下保溫1~3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：在步驟S1前還將泡沫鋁進(jìn)行前處理，所述前處理包括采用酸性溶液、堿性溶液或水沖洗去掉泡沫鋁孔內(nèi)的金屬屑、礦物鹽、油垢后，再置于80~100℃的溫度下烘干。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述泡沫鋁的孔隙率為50%～80%；步驟S2所述聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛中的一種或一種以上混合物注射工藝參數(shù)為：模具溫度為50~100℃，熔體溫度高于所述聚合物熔點(diǎn)溫度，而低于所述聚合物的分解溫度，溶膠壓力為70~90MPa，注射壓力為90~140MPa，注射速度為52~68cm³/s，保壓壓力為80?~100MPa，保壓時(shí)間為15~30s，冷卻時(shí)間為12~15s。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述前處理包括泡沫鋁采用5wt%~8wt%的HCI溶液處理2~10分鐘，再在5wt%~8wt%的NaOH溶液中浸泡2~10分鐘；用水沖洗使泡沫鋁的沖洗液呈中性；將泡沫鋁置于80~100℃的溫度下烘干2~3h；再使用泡沫鋁0.5wt%~2wt%的偶聯(lián)劑的酒精溶液進(jìn)行表面處理后，再在80~100℃溫度下烘干2~3h。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多種混合物。

10.權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述聚合物/泡沫鋁復(fù)合材料的用途，其特征在于：所述復(fù)合材料用作吸能、吸音、防震和/或沖擊防護(hù)材料；用于包裝的結(jié)構(gòu)材料；用于耐磨結(jié)構(gòu)材料。