[发明专利]一种应用于船舶制造的纳米复合材料

说明书

本发明公开了一种应用于船舶制造的纳米复合材料，各原料重量百分比为：环氧树脂30‑45%、有机硅树脂10‑15%、改性纳米膨润土25‑45%、顺丁烯二酸酐5‑8%、1,5‑萘二胺6‑10%、硬脂酸锌1.5‑3%、羟甲基纤维素钠5‑10%；通过将纳米膨润土进行活化，除去了粘土结构层中的杂质，疏通了粘土的孔隙，采用溶液插层法，将有机磷阻燃剂插进纳米膨润土层格间，得到了具有阻燃效果的改性纳米膨润土，改性纳米膨润土具有较大的比表面积，易于吸附单体顺丁烯二酸酐、1,5‑萘二胺，增加了加聚反应的接触面，提高了反应效率，与其他组分熔融复合后，得到了具有较高的阻燃耐高温性能的纳米复合材料，提高了环氧树脂的阻燃能力。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种应用于船舶制造的纳米复合材料。

背景技术

舶机舱和船员居住舱室是防火重点区域，在船舶营运过程中容易发生火灾 事故，而且海洋气候易使火势蔓延。目前船舶上常见的阻止火焰蔓延、保护结构安全的措施是在钢板表面涂上一层具有保护作用的薄型或者超薄型防火涂料，但是现有的防火涂料阻燃性能不够，耐火时间短，由于钢板导热性强，且船舶上某些舱室如机舱等存在大量油料等易燃物，现有的耐火材料的耐火时间大大缩短，不利于救火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于船舶制造的纳米复合材料，提高了环氧树脂的阻燃能力，加上环氧树脂本身对金属有良好的附着力，避免了膨胀涂层脱落现象。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种应用于船舶制造的纳米复合材料，各原料重量百分比为：环氧树脂30-45%、有机硅树脂10-15%、改性纳米膨润土25-45%、顺丁烯二酸酐5-8%、1,5-萘二胺6-10%、硬脂酸锌1.5-3%、羟甲基纤维素钠5-10%；

该纳米复合材料制备方法为：

S1、将改性纳米膨润土放入真空干燥箱进行真空干燥；

S2、将干燥后的改性纳米膨润土、顺丁烯二酸酐、1,5-萘二胺放入螺杆挤出机，进行熔融聚合反应，接着加入环氧树脂、有机硅树脂、硬脂酸锌和羟甲基纤维素钠，温度，继续熔融反应后挤出即得到纳米复合材料。

进一步，所述的改性纳米膨润土通过纳米膨润土的活化和有机磷阻燃剂改性得到。

进一步，纳米膨润土的活化步骤为：将纳米膨润土加入到球磨机中研磨粉碎，加水调制成浓度为30-35%的膨润土溶液，边搅拌边加入45-50%的浓硫酸溶液，待粘土溶液的pH为2.1-2.4时，停止浓硫酸的加入，继续搅拌10min，再次测量膨润土溶液的pH为2.1-2.4时，将酸化的膨润土溶液放入水浴超声仪中，在水浴温度为80-85℃下，超声5min，冷却至室温，过滤，采用纯化水淋洗滤渣，待淋洗滤液的pH在3min内保持在6.2-7.0时停止洗涤，烘干滤渣，放入马弗炉中，在400-500℃下煅烧6h，粉碎过筛即得活化的纳米膨润土。

进一步，所述的有机磷阻燃剂为磷酸甲酯、磷酸乙酯、磷酸苯酯中的一种。

进一步，纳米膨润土的改性步骤为：将有机磷阻燃剂和溶剂氯仿加入到反应瓶中，将反应瓶放入磁力加热搅拌器中，搅拌至有机磷阻燃剂全部溶解后，边搅拌边加入活化的纳米膨润土，加入完毕后，在室温下，转速为200-300r/min搅拌1-2h，打开加热，升温后保温，将低转速，缓慢蒸发除去溶剂，使得有机磷阻燃剂进入纳米膨润土层格间，即得到了插层改性的纳米膨润土。

进一步，有机磷阻燃剂的加入量为活化的纳米膨润土质量的10-15%。

进一步，所述的升温后保温是以2℃/min的速度升温至64℃，并在64℃下保温。

进一步，所述的低转速为将转速降为80-100r/min。

进一步，该纳米复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：