【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料，具體是一種高性能復合材料及其應用。
技術介紹
1、隨著建造技術的快速發展，相關行業對于工程材料的要求也在逐漸提升。建筑模板、加固型材等工具式材料在施工現場的使用量極大，但由于周轉次數低、損耗率高，每年須投入大量資金用于購置相關產品。另一方面，制備上述施工材料耗費大量林木資源，對生態環境構成嚴重影響。
2、復合材料是將不同性質的材料組分優化組合形成的新材料，其主要性能較原材料有顯著提升。利用一種性能優異、可再生利用且高度阻燃的新型復合材料制備損耗高、用量大的工具式建材，具有重要現實意義。
技術實現思路
1、針對上述現有技術，本專利技術提出一種高性能復合材料及其應用。
2、本專利技術提供的一種高性能復合材料，包括以下原材料：聚丙烯聚合物、礦物材料、石墨烯、碳纖維、硫化碳炔和硅烷偶聯劑。
3、優選的，包括以下重量份的原材料：100份聚丙烯聚合物、15-30份礦物材料、5-10份石墨烯、5-10份碳纖維、1-5份硫化碳炔、0.2-0.3份硅烷偶聯劑。
4、優選的，所述聚丙烯聚合物為均聚聚丙烯。
5、優選的，所述礦物材料為鋰云母、金紅石、鋯石中的至少一種，所述礦物材料的細度為100-200目。
6、優選的，所述石墨烯為粉末狀氧化石墨烯，粒徑為10-20μm。
7、優選的，所述碳纖維的細度為30-100目。
8、優選的，所述硫化碳炔的細度為100-200目。
9、
10、優選的，其制備方法包括下述步驟：
11、步驟1：將礦物材料洗凈后自然風干，經設備研磨成100-200目的粉末；
12、步驟2：將石墨烯加工成10-20μm粒級的粉末體；
13、步驟3：將硫化碳炔加工成細度為100-200目的粉末體；
14、步驟4：將聚丙烯聚合物在70℃下干燥5-10h，再經振動篩篩分，形成細度小于30目的粉末體；
15、步驟5：將步驟1的礦物材料、步驟2的石墨烯、步驟3的硫化碳炔、步驟4的聚丙烯聚合物和硅烷偶聯劑混合均勻，進行轉速為300-500r/min、時間為5-10min的攪拌，形成第一混合體；
16、步驟6：在步驟5形成的第一混合體中投入碳纖維，經過加溫混合25min成型，得到高性能復合材料。
17、本專利技術還提供一種所述的高性能復合材料在制備建筑模板、加固型材、排水管道、建筑圍擋中的應用。
18、應用時，所述建筑模板根據結構形式，分為空腹式和實心式，所述空腹式建筑模板的厚度為8-10mm，空心率為40-60％，所述實心式建筑模板的厚度3-5mm。
19、所述加固型材為40mm*80mm空心式，有效厚度為3-5mm，所述加固型材可根據型鋼尺寸設計為工字型、槽型、h型和t型。
20、所述排水管道設計為波紋狀，管道直徑為60-1500mm。
21、所述建筑圍擋的結構為矩形中空狀，高度為1000-2500mm，寬度1000-1500mm，可對半拆卸及拼裝，使用時先進行結構拼裝并向內部注砂。
22、相對于現有技術，本專利技術的有益效果為：
23、1、本專利技術提供一種高性能復合材料，具有極高的強度和熱穩定性。在配方設計上，聚丙烯聚合物與所選礦物材料、石墨烯、碳纖維以及硫化碳炔之間具有良好的結合性，避免了大量外加劑的使用。另一方面，所選礦物材料、石墨烯、碳纖維以及硫化碳炔經少量硅烷偶聯劑改性后再與聚丙烯結合，使復合材料體系具有顯著的遇水穩定性。
24、如圖1所示，其為復合材料體系的接觸角照片。左側為未經偶聯劑改性的效果，其標記接觸角約145°，已存在明顯疏水性。右側為經0.2份硅烷偶聯劑改性后復合材料的效果，其接觸角約為146°。圖1從形貌角度證實了偶聯劑可進一步提高材料體系的疏水性，增強聚丙烯與其他原材料間的界面附著力。
25、2、本專利技術具有力學性能強、熱穩定性高以及疏水效果明顯等優勢，且通用性較強，可用于多種建筑材料的制備。
26、3、本專利技術的高性能復合材料，滿足熔點≥300℃，抗拉強度≥40.0mpa，抗彎強度≥50.0mpa，彎曲彈性模量≥4500mpa，缺口沖擊強度≥40.0mpa，燃燒等級達到a2級及以上。
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1.一種高性能復合材料，其特征在于，包括以下原材料：聚丙烯聚合物、礦物材料、石墨烯、碳纖維、硫化碳炔和硅烷偶聯劑。
2.如權利要求1所述的高性能復合材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：100份聚丙烯聚合物、15-30份礦物材料、5-10份石墨烯、5-10份碳纖維、1-5份硫化碳炔、0.2-0.3份硅烷偶聯劑。
3.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述聚丙烯聚合物為均聚聚丙烯。
4.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述礦物材料為鋰云母、金紅石、鋯石中的至少一種，所述礦物材料的細度為100-200目。
5.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述石墨烯為粉末狀氧化石墨烯，粒徑為10-20μm。
6.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述碳纖維的細度為30-100目。
7.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述硫化碳炔的細度為100-200目。
8.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ
9.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，其制備方法包括下述步驟：
10.如權利要求1-9任一項所述的高性能復合材料在制備建筑模板、加固型材、排水管道、建筑圍擋中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種高性能復合材料，其特征在于，包括以下原材料：聚丙烯聚合物、礦物材料、石墨烯、碳纖維、硫化碳炔和硅烷偶聯劑。
2.如權利要求1所述的高性能復合材料，其特征在于，包括以下重量份的原材料：100份聚丙烯聚合物、15-30份礦物材料、5-10份石墨烯、5-10份碳纖維、1-5份硫化碳炔、0.2-0.3份硅烷偶聯劑。
3.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述聚丙烯聚合物為均聚聚丙烯。
4.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其特征在于，所述礦物材料為鋰云母、金紅石、鋯石中的至少一種，所述礦物材料的細度為100-200目。
5.如權利要求1或2所述的高性能復合材料，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡國俊，陳剛，黃峰，梅江濤，包晗，張若豪，劉陽，顧波，俞方罡，呂強華，全有維，王日彤，許斌，
申請(專利權)人：中建八局第三建設有限公司，
類型：發明
國別省市：
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