阅读说明：本技术 一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料 (Nano titanium dioxide reinforced metal matrix composite material ) 是由 李铜玲 于 2018-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料。该复合材料包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛10-18份、纳米钢纤维1-9份、碳纳米管1-3份、糠醛1-8份、乙二醇20-28份、三氧化二铝30-40份、蒙脱石12-19份、聚苯乙烯微球10-18份、环氧改性酚醛树脂12-28份、钛酸酯偶联剂1-3份、柠檬酸钠1-9份、抗氧化剂1-4份、维生素E 1-3份、去离子水1-23份。与现有技术相比,本发明纳米二氧化钛增强金属基复合材料通过在聚苯乙烯微球表面负载碳纳米管,并结合纳米二氧化钛、纳米钢纤维等纳米材料混合制备而成,所得复合材料质地轻盈,且力学性能优良,耐候性强,满足在室外工作的设备用料要求。(The invention discloses a nano titanium dioxide reinforced metal matrix composite. The composite material comprises the following components in parts by weight: 10-18 parts of nano titanium dioxide, 1-9 parts of nano steel fiber, 1-3 parts of carbon nano tube, 1-8 parts of furfural, 20-28 parts of ethylene glycol, 30-40 parts of aluminum oxide, 12-19 parts of montmorillonite, 10-18 parts of polystyrene microsphere, 12-28 parts of epoxy modified phenolic resin, 1-3 parts of titanate coupling agent, 1-9 parts of sodium citrate, 1-4 parts of antioxidant, 1-3 parts of vitamin E and 1-23 parts of deionized water. Compared with the prior art, the nano titanium dioxide reinforced metal matrix composite material is prepared by loading the carbon nano tube on the surface of the polystyrene microsphere and combining nano materials such as nano titanium dioxide, nano steel fiber and the like, and the obtained composite material has light texture, excellent mechanical property and strong weather resistance and meets the requirements of equipment materials working outdoors.)

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料。

背景技术

随着温室效应的愈加明显，生态环境愈来愈受到人们的重视。太阳能行业作为清节能源产业之一，现阶段正在飞速的发展，其中以硅电池的应用最为广泛，因而其效率的提升也一直受到人们的关注。

申请号201610144500.1 ，公开了一种颗粒增强金属基复合的制备方法，属于抗耐磨材料制备技术领域。本发明所述方法通过添加金属粉末Ni、Ni-Fe、Co、Co-Fe、W-Fe中的一种来改善颗粒增强金属基复合材料的性能，将增强颗粒、基体金属粉末、金属粉末球磨混粉后压实得到预制坯，真空烧结后最终得到颗粒增强金属基复合材料；合金粉末的添加量占预制坯的质量分数分别为5%~20%。本发明所述方法制备得到的复合材料的力学性能显著改善，为钢材、冶金、矿山等耐磨领域、激冷激热工况零件或者其他研究复合材料性能的研究者提供参考。但该材料耐酸碱能力差，需要进一步改进配方，以便满足需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，该复合材料耐酸碱性好，成本低廉，且质地轻盈。

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛10-18份、纳米钢纤维1-9份、碳纳米管1-3份、糠醛1-8份、乙二醇20-28份、三氧化二铝30-40份、蒙脱石12-19份、聚苯乙烯微球10-18份、环氧改性酚醛树脂12-28份、钛酸酯偶联剂1-3份、柠檬酸钠1-9份、抗氧化剂1-4份、维生素E 1-3份、去离子水1-23份。

作为改进的是，纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛15份、纳米钢纤维5份、碳纳米管2份、糠醛4份、乙二醇26份、三氧化二铝38份、蒙脱石16份、聚苯乙烯微球12份、环氧改性酚醛树脂25份、钛酸酯偶联剂2份、柠檬酸钠6份、抗氧化剂1份、维生素E 2份、去离子水20份。

作为改进的是，还包括纳米银2-8份。

作为改进的是，所述环氧改性酚醛树脂的制备方法，将酚醛树脂和分散剂混合，加入去离子水，搅拌得混合液A；向混合液中甲醛多巴胺溶液后，继续搅拌，再加入环氧树脂，混合后，喷雾干燥，得环氧改性酚醛树脂。

进一步改进的是，所述分散剂为多聚甲醛。

进一步改进的是，所述酚醛树脂与分散剂的摩尔比为2-5:1。

进一步改进的是，喷雾干燥在惰性气氛下进行，且干燥温度为105-110℃。

有益效果：

与现有技术相比，本发明纳米二氧化钛增强金属基复合材料通过在聚苯乙烯微球表面负载碳纳米管，并结合纳米二氧化钛、纳米钢纤维等纳米材料混合制备而成，所得复合材料质地轻盈，且力学性能优良，耐候性强，满足长期在室外工作的设备用料要求。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛10-18份、纳米钢纤维1-9份、碳纳米管1-3份、糠醛1-8份、乙二醇20-28份、三氧化二铝30-40份、蒙脱石12-19份、聚苯乙烯微球10-18份、环氧改性酚醛树脂12-28份、钛酸酯偶联剂1-3份、柠檬酸钠1-9份、抗氧化剂1-4份、维生素E 1-3份、去离子水1-23份。

所述环氧改性酚醛树脂的制备方法，将酚醛树脂和多聚甲醛混合，加入去离子水，搅拌得混合液A；向混合液中甲醛多巴胺溶液后，继续搅拌，再加入环氧树脂，混合后，在惰性气氛下进行，且干燥温度为105℃喷雾下，得环氧改性酚醛树脂。

具体地，将聚苯乙烯微球溶解在去离子水中，再加入碳纳米管和糠醛溶液，搅拌后，喷雾干燥得混合物A；将纳米二氧化钛、纳米钢纤维、三氧化二铝、蒙脱石、环氧改性酚醛树脂，混合搅拌，加入环氧改性酚醛树脂、钛酸酯偶联剂、柠檬酸钠、抗氧化剂、维生素E、乙二醇、和去离子水混合后，最后加入混合物A，高速剪切机剪切；剪切后的半成品投入挤出机中挤出，即得复合材料。

所得纳米二氧化钛增强金属基复合材料的性能检测如下，抗拉强度为55MPa，弯曲强度为105MPa，耐酸值为4.2，耐碱值为9.8。

实施例2

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛15份、纳米钢纤维5份、碳纳米管2份、糠醛4份、乙二醇26份、三氧化二铝38份、蒙脱石16份、聚苯乙烯微球12份、环氧改性酚醛树脂25份、钛酸酯偶联剂2份、柠檬酸钠6份、抗氧化剂1份、维生素E 2份、去离子水20份。

所述环氧改性酚醛树脂的制备方法，将酚醛树脂和多聚甲醛混合，加入去离子水，搅拌得混合液A；向混合液中甲醛多巴胺溶液后，继续搅拌，再加入环氧树脂，混合后，在惰性气氛下进行，且干燥温度为108℃喷雾下，得环氧改性酚醛树脂。所述酚醛树脂与分散剂的摩尔比为4:1。

制备方法同实施例1。

所得纳米二氧化钛增强金属基复合材料的性能检测如下，抗拉强度为58MPa，弯曲强度为105MPa，耐酸值为4.2，耐碱值为9.6。

实施例3

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛10-18份、纳米钢纤维1-9份、碳纳米管1-3份、糠醛1-8份、乙二醇20-28份、三氧化二铝30-40份、蒙脱石12-19份、聚苯乙烯微球10-18份、环氧改性酚醛树脂12-28份、钛酸酯偶联剂1-3份、柠檬酸钠1-9份、抗氧化剂1-4份、维生素E 1-3份、去离子水1-23份。

所述环氧改性酚醛树脂的制备方法，将酚醛树脂和多聚甲醛混合，加入去离子水，搅拌得混合液A；向混合液中甲醛多巴胺溶液后，继续搅拌，再加入环氧树脂，混合后，在惰性气氛下，110℃下喷雾干燥得环氧改性酚醛树脂。所述酚醛树脂与分散剂的摩尔比为2-5:1。

制备方法同实施例1。

所得纳米二氧化钛增强金属基复合材料的性能检测如下，抗拉强度为58MPa，弯曲强度为110MPa，耐酸值为4.0，耐碱值为9.6。

实施例4

一种纳米二氧化钛增强金属基复合材料，包括以下按重量份数计的组分：纳米二氧化钛15份、纳米钢纤维5份、碳纳米管2份、糠醛4份、乙二醇26份、三氧化二铝38份、蒙脱石16份、聚苯乙烯微球12份、酚醛树脂25份、钛酸酯偶联剂2份、柠檬酸钠6份、抗氧化剂1份、维生素E 2份、去离子水20份，纳米银2-8份。

所述环氧改性酚醛树脂的制备方法，将酚醛树脂和多聚甲醛混合，加入去离子水，搅拌得混合液A；向混合液中甲醛多巴胺溶液后，继续搅拌，再加入环氧树脂，混合后，在惰性气氛下进行，且干燥温度为108℃喷雾下，得环氧改性酚醛树脂。所述酚醛树脂与分散剂的摩尔比为4:1。

制备方法同实施例1。

所得纳米二氧化钛增强金属基复合材料的性能检测如下，抗拉强度为61MPa，弯曲强度为112MPa，耐酸值为3.8，耐碱值为9.2。

从上述结果看出，本发明纳米二氧化钛增强金属基复合材料力学性能好，且抗氧化能力强，耐候性好，适合作为室外长期使用的设备材料。尤其是加入纳米银以后，复合材料自身的抗菌效果量，导电效果强，复合材料的应用领域进一步拓宽。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明。