[發明專利]一種作為有機復合材料增強體的碳化硅粉體的制備方法

有效

• 申請號: 201410509631.6
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104261409A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 孫毅;梁貴振;梁西正;楊正宏;夏軍;張強;劉創
• 申請（專利權）人: 平頂山易成新材料有限公司
• 主分類號: C01B31/36
• 分類號: C01B31/36
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 張燕

技術領域

????本發明涉及一種碳化硅粉體的制備方法，具體涉及一種作為有機復合材料增強體的碳化硅粉體的制備方法。

背景技術

目前有機復合材料應用廣泛，但由于其自身耐磨性并不優秀，導熱性也欠佳，部分有機復合工業產品對于這兩個指標有著苛刻的要求，為進一步增強材料的指標性能，加入合適的增強材料勢在必行。碳化硅具有抗氧化性強，耐磨性能好，硬度高，熱穩定性好，高溫強度大，熱膨脹系數小，熱導率大以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性，但碳化硅屬于無機非金屬材料，分子結構為離子鍵晶體，具有很好的親水性，不能很好的在有機復合材料中填充，需要通過特殊的改性處理，才能更好的與有機復合材料相結合，達到增強有機復合材料的目的。國內外有較多對碳化硅進行疏水性研究的，如填充聚合物、表面包覆、聚合物連技等方法，這些方法多用于碳化硅陶瓷制備方面，且基本上沒有實現工業化，成本非常昂貴，如何對碳化硅進行疏水性處理，找到一種能夠大規模工業化生產的方法，使其能在復合材料中得到應用是我們關注的一個研究方向。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種作為有機復合材料增強體的碳化硅粉體的制備方法，該方法能夠有效改善碳化硅粉體與有機復合材料的親和性，提高其填充時的相容性和分散性，改善制品的綜合性能，且工藝簡單，容易控制，易于實現工業化生產。

本發明實現上述目的采用的技術方案是：一種作為有機復合材料增強體的碳化硅粉體的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、取SiC含量大于等于97%、粒度中值為D50為2.5-3.5μm的碳化硅粉體原材料，送入球磨機內進行整形處理30-40min，取出，備用；

步驟二、將步驟一整形處理過的碳化硅粉體采用硫酸進行酸洗提純，硫酸的密度為1.5-1.8，硫酸的加入量為粉體重量的4%，酸洗提純處理2h后引出硫酸溶液，粉體用超純水洗滌5-7遍，洗滌完成后烘干，得到提純后的碳化硅，備用；

步驟三、將步驟二得到的提純后的碳化硅與超純水按照重量比為2:3的比例混合，攪拌均勻后加入質量濃度為1%的NaOH溶液，使料漿的pH為?10，得到堿性碳化硅料漿，備用；

步驟四、向步驟三得到的堿性碳化硅料漿中加入提純后的碳化硅重量1.5-3%的疏水劑，控制溫度為60-80℃，每攪拌1h靜置20min，攪拌4次后置于烘箱中烘干，烘干后過網篩，在過篩過程中不斷地向過篩后的碳化硅粉體上噴灑強化劑，噴灑完成后，干燥均勻，即得到用于有機復合材料增強體的碳化硅粉體；

所述的疏水劑為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數分別為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72%和水8%；所述的強化劑為重量比為2:3的硅烷偶聯劑和聚乙烯亞酰胺的混合物。

步驟一所述的球磨機長徑比小于2。

步驟二所述的超純水的電導率為0.1。

步驟三所述的超純水的電導率為1。

本發明的有益效果

其一、本發明選擇氨丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的混合乙醇水溶液作為疏水劑，這些疏水劑的親水基與粉體表面發生理化作用，形成吸附，親油基朝外，粉體表面由親水性變為疏水性，從而改善碳化硅粉體與有機復合材料的親和性，提高其填充時的相容性和分散性，改善制品的綜合性能，進行兩次改性，使效果達到更佳。本發明工藝簡單，容易控制，易于實現工業化生產，同時實現了對低品位物料的有效利用，擴大了碳化硅微粉的應用領域。

其二、本發明首先將碳化硅粉體在球磨機中進行表面整形，表面粗糙，外形圓整，沒有尖銳棱角，作為復合材料增強劑可以明顯改善復合材料的性能，避免鋒利的顆粒形貌對粉體的流動性及材料制品的塑性產生影響。選擇1%濃度的堿液進行調整pH，是因為在pH=10左右時，碳化硅料漿的分散性能最優，有利于下一步疏水劑分子能夠完全浸濕、包裹碳化硅分子，從而達到使碳化硅呈現疏水性能的目的。

具體實施方式

一種作為有機復合材料增強體的碳化硅粉體的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、取SiC含量大于等于97%、粒度中值為D50為2.5-3.5μm的碳化硅粉體原材料，送入球磨機內進行整形處理30-40min，取出，備用；

步驟二、將步驟一整形處理過的碳化硅粉體采用硫酸進行酸洗提純，硫酸的密度為1.5-1.8，硫酸的加入量為粉體重量的4%，酸洗提純處理2h后引出硫酸溶液，粉體用超純水洗滌5-7遍，洗滌完成后烘干，得到提純后的碳化硅，備用；