本發明屬于改性復合材料領域，尤其涉及一種二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法。

背景技術：

復合材料，是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀(微觀)上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。

申請號為CN201410058549.6的中國專利申請公開了一種石墨烯復合材料的制備方法，包括：將氧化石墨超聲分散在蒸餾水中得到氧化石墨烯的分散液；將表面修飾后的球形銅粉配置成球形銅粉的分散液；將球形銅粉的分散液和氧化石墨烯的分散液充分混勻，得到氧化石墨烯復合材料的分散液，液相還原使得氧化石墨烯被還原成石墨烯，得到石墨烯復合材料，其中，所述氧化石墨烯包覆所述球形銅粉。相對于傳統的采用化學氣相沉積法制備石墨烯包覆球形銅粉的方法，這種石墨烯復合材料的制備方法不需要專用設備，因而生產成本較低。

技術實現要素：

本發明為了解決現有技術聚甲基乙烯基硅氧烷易斷裂的問題，提供了一種二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，通過二氧化鈦和季銨鹽的協同增強作用，實現了聚甲基乙烯基硅氧烷同時具有硅橡膠的韌性和較強的斷裂。

為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于60～70℃烘干，烘干時間為60～120min；

(2)將10～20份二氧化鈦、60～80份季銨鹽、1～10份高嶺土和300～450份聚甲基乙烯基硅氧烷在密煉機中密煉混合，密煉溫度為95～100℃，密煉時間為20～30min，轉速60～70r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥50～70h，按1:3～5的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為30～40℃，密煉時間為50～60min，轉速120～150r/min；

(4)平板硫化機中硫化。

作為優選，聚甲基乙烯基硅氧烷的乙烯基含量為0.16％。

作為優選，所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨或雙十二烷基二甲基氯化銨中的一種或兩種。

作為優選，步驟(4)的硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

作為優選，步驟(1)烘干溫度為65℃，烘干時間為100min。

作為優選，步驟(2)中各原料按重量份計，15份二氧化鈦、70份季銨鹽、5.5份高嶺土和325份聚甲基乙烯基硅氧烷。

作為優選，步驟(2)密煉溫度為97.5℃，密煉時間為25min。

作為優選，步驟(2)密煉機的轉速為65r/min。

作為優選，步驟(3)混煉膠常溫下干燥60h。

作為優選，步驟(3)混煉膠和過氧化苯甲酰的質量比為1:4。

本發明具有以下有益效果：經二氧化鈦改性的聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料具有較強的斷裂強度和較大的伸長率，這是因為二氧化鈦增加了硫化后網絡的交聯密度，導致聚甲基乙烯基硅氧烷中鏈熵下降，宏觀表現為聚甲基乙烯基硅氧烷的力學性能提高，此外本發明中的季銨鹽和二氧化鈦能夠協同增強復合材料的斷裂強度，而保持伸長率基本不受影響。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細介紹。

實施例1

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于65℃烘干，烘干時間為90min；

(2)將15份二氧化鈦、70份季銨鹽、5.5份高嶺土和325份聚甲基乙烯基硅氧烷(聚甲基乙烯基硅氧烷的乙烯基含量為0.16％)在密煉機中密煉混合，密煉溫度為97.5℃，密煉時間為25min，轉速65r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥60h，按1:4的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為35℃，密煉時間為55min，轉速135r/min；

(4)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨和雙十二烷基二甲基氯化銨。

實施例2

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于60℃烘干，烘干時間為60min；

(2)將10份二氧化鈦、60份季銨鹽、1份高嶺土和300份聚甲基乙烯基硅氧烷在密煉機中密煉混合，密煉溫度為95℃，密煉時間為20min，轉速60r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥50h，按1:3的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為30℃，密煉時間為50min，轉速120r/min；

(4)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨。

實施例3

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于70℃烘干，烘干時間為120min；

(2)將20份二氧化鈦、80份季銨鹽、10份高嶺土和450份聚甲基乙烯基硅氧烷在密煉機中密煉混合，密煉溫度為100℃，密煉時間為30min，轉速70r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥70h，按1:5的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為40℃，密煉時間為60min，轉速150r/min；

(4)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為雙十二烷基二甲基氯化銨種。

實施例4

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于68℃烘干，烘干時間為80min；

(2)將14份二氧化鈦、75份季銨鹽、6份高嶺土和380份聚甲基乙烯基硅氧烷在密煉機中密煉混合，密煉溫度為94℃，密煉時間為26min，轉速62r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥65h，按1:3的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為37℃，密煉時間為55min，轉速136r/min；

(4)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨。

對照例1

與實施例1的區別在于：不加二氧化鈦。

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將70份季銨鹽、5.5份高嶺土和325份聚甲基乙烯基硅氧烷(聚甲基乙烯基硅氧烷的乙烯基含量為0.16％)在密煉機中密煉混合，密煉溫度為97.5℃，密煉時間為25min，轉速65r/min，得到混煉膠；

(2)將混煉膠在常溫下干燥60h，按1:4的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為35℃，密煉時間為55min，轉速135r/min；

(3)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨和雙十二烷基二甲基氯化銨。

對照例2

與實施例2的區別在于：同時去除步驟(2)中的季銨鹽和二氧化鈦。

二氧化鈦改性聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將二氧化鈦在真空條件下于60℃烘干，烘干時間為60min；

(2)將1份高嶺土和300份聚甲基乙烯基硅氧烷在密煉機中密煉混合，密煉溫度為95℃，密煉時間為20min，轉速60r/min，得到混煉膠；

(3)將混煉膠在常溫下干燥50h，按1:3的質量比將混煉膠和過氧化苯甲酰密煉混合，密煉溫度為30℃，密煉時間為50min，轉速120r/min；

(4)平板硫化機中硫化，硫化溫度為110℃，硫化時間為23min，壓力為20MPa。

所述季銨鹽為十二烷基二甲基芐基氯化銨。

性能測試：

從表中可以看出，經二氧化鈦改性的聚甲基乙烯基硅氧烷復合材料具有較強的斷裂強度和較大的伸長率，這是因為二氧化鈦增加了硫化后網絡的交聯密度，導致聚甲基乙烯基硅氧烷中鏈熵下降，宏觀表現為聚甲基乙烯基硅氧烷的力學性能提高，此外本發明中的季銨鹽和二氧化鈦能夠協同增強復合材料的斷裂強度，而保持伸長率基本不受影響。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方案，本發明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護范圍內。