海泡石改性符合材料

1、海泡石改性復(fù)合材料的特點(diǎn)、分類、制備、性能及應(yīng)用摘要：本文主要介紹海泡石的特點(diǎn)，并基于其獨(dú)特的物理化學(xué)性能，將海泡石進(jìn)行復(fù)合改性 材料的分類、制備、性能及應(yīng)用。關(guān)鍵詞：海泡石復(fù)合材料隔熱保溫0前言材料的發(fā)展與人類文明社會(huì)的進(jìn)步息息相關(guān)。人類最早使用的材料是天然材料，如木棍、竹 片、石器等。近30多年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)材料性能提出越來越高、越來越 嚴(yán)和越來越多的要求。在許多方面，傳統(tǒng)的單一材料已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要。這促使人們對(duì)材料 的研究逐步擺脫過去單純依靠經(jīng)驗(yàn)的摸索方法，而是朝著按預(yù)定性能設(shè)計(jì)新材料的研究方向發(fā) 展。海泡石是一種纖維狀富鎂硅酸鹽礦物，屬于海泡石一坡縷石粘土礦物族

2、。呈纖維狀存在的海 泡石，具有極大的潛在比表面積，因此，以其大的吸附能力、流變性能和催化性能而成為近代用 途廣泛、應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展較迅速的礦產(chǎn)之一。據(jù)國(guó)內(nèi)外資料報(bào)道，海泡石的用途已達(dá)130多種，廣 泛用于飼料添加劑、催化劑、漂白劑、凈化劑、過濾劑、醫(yī)藥及農(nóng)藥的載體、增稠劑、懸浮劑、 觸變劑。1海泡石的簡(jiǎn)介海泡石是一種纖維狀的水合鎂硅酸鹽礦物，早在16世紀(jì)末，西班牙人便用這種具有特殊性 能的礦物原料制作煙斗、香煙過濾器等，利用其吸附性除去煙霧中的有害物質(zhì)。此后，在建筑 材料、陶瓷生產(chǎn)中也得到了應(yīng)用。1945年后，西班牙開始將它作為商品出售。至今，西班牙仍 為世界上海泡石的主要礦產(chǎn)地和出口國(guó)。自本世紀(jì)

3、開始，世界上不少國(guó)家也相繼找到了海泡石 礦，如美國(guó)、墨西哥、肯尼亞、坦桑尼亞、日本、俄羅斯等。目前，探明的世界總礦床量約3000 萬噸，其中西班牙占了 2000多萬噸。我國(guó)海泡石資源相對(duì)豐富，主要分布在13個(gè)省區(qū)，長(zhǎng)江 以南是沉積型海泡石礦床的集中產(chǎn)區(qū)，特別是湖南、江西、江蘇三省尤為集中，占全國(guó)該類礦 床探明儲(chǔ)量的80%以上。1.1海泡石的組成和基本結(jié)構(gòu)1.1.1海泡石的組成最早測(cè)定海泡石化學(xué)組成的是Berlher，早在1830年，他便對(duì)西班Vallecas產(chǎn)海泡石的組成 進(jìn)行了測(cè)定。其各物質(zhì)成分（可）為:SiO2, 50.8； Al2O3, 23.8； H2O, 20.0。隨后人們發(fā)現(xiàn)，不

4、同地區(qū)所產(chǎn)海泡石的基本結(jié)構(gòu)相近但組成各異，例如，我國(guó)瀏陽所產(chǎn)中晶位海泡石礦各物質(zhì)成 分0%）為：SiO , 60.46； Al O , 4.75； Fe O , 1.65； CaO, 3.78； MgO, 17.79； KO, 0.13,22 32 32Na2O, 0.30； TiO2, 0.19, MnO, 0.35； H2O, 7.37。研究表明，海泡石中鋁的含量將在很大程 度上影響其離子交換性。海泡石礦主要含海泡石、滑石、方解石、高嶺石等，根據(jù)地區(qū)差異， 礦床品位差別較大。一般而言，低品位礦的海泡石含量不足20%，而高品位礦的海泡石含量可 達(dá)到90%以上。采用水洗法可以很容易地將海泡石原

5、礦提純。1.1.2海泡石的基本結(jié)構(gòu)海泡石屬于S單斜晶系或斜方晶系，為鏈層狀含水鎂硅酸鹽礦物?；瘜W(xué)分子式可表示為：MgSioO （OH）（OH .8H O。結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。812 342 42海泡石的纖維結(jié)構(gòu)是由類滑石層狀條帶組成，具有兩層硅氧四面體片，它們被中心為鎂氧原子 八面體片相連接。因而硅氧四面體片是連續(xù)的，但四面體片頂角的方向是顛倒的，每六個(gè)硅氧四面 體為一個(gè)顛倒單位。這一點(diǎn)決定了海泡石而一纖維延長(zhǎng)方向一致的逋道的存在，此通道的橫截面是 3.6X10.6A,水和其它液體可以存在于螂扇，加熱舌化的海泡石通道中容許其它氣體或液體分子進(jìn) 入，但對(duì)分子的吸附是有選擇性也海泡石本身含有大量

6、的水，水的存在狀態(tài)有三種：一種是羥基 b水，以O(shè)H形式存在；另一種是進(jìn)入通道的水分子，其性質(zhì)與沸石水相同，可表示為H2O。第三種 是受Mg2+束縛較強(qiáng)的水分子，又稱為結(jié)構(gòu)水，表示為OH2。這三種形式的水對(duì)海泡石性質(zhì)的影響有 很大不同。1.2 .海泡石的基本性質(zhì)及用途流變性海泡石的顆粒外形呈不等軸針狀，聚集成稻草束狀。當(dāng)遇到水或其它極性溶液時(shí)則迅速溶漲并 解散，形成的單體纖維或較小的纖維束無規(guī)律地分散成互相制約的網(wǎng)絡(luò)，并且增大體積。這樣就形 成了具有流變性能的高粘度、穩(wěn)定的懸浮液。其流變性能隨濃度、剪切應(yīng)力、時(shí)間、pH值、電解質(zhì) 及其它因素不同而各異。對(duì)于河北省產(chǎn)的a海泡石，由于纖維長(zhǎng)度大、聚集

7、緊密、強(qiáng)度大、粉碎、 溶漲均比較困難，流變性能欠佳。采用水熱條件下的溶漲與粉碎，可以取得較好的效果，得到流變 性能良好、纖維細(xì)小、粒度分布均勻的精制海泡石礦粉。當(dāng)海泡石的微粒散布于液體介質(zhì)中時(shí)，單 個(gè)的纖維體既能相互運(yùn)動(dòng)，也能自由運(yùn)動(dòng)，從這個(gè)意義上說它具有了膠體的性能。用海泡石作為油 井的循環(huán)鉆井泥漿，其主要作用是除去鉆頭上的巖屑，防止孔內(nèi)塌陷并形成不透水層，使孔壁固結(jié)， 阻止多孔地層中液體的流失。對(duì)鉆井泥漿而言，海泡石能夠在比較低的固相粘度中保持粘土的穩(wěn)定 性，維持鉆井過程中的理想粘度。吸附性海泡石由硅氧四面體和鎂氧八面體通過共用頂點(diǎn)相互連接成的三維立體骨架結(jié)構(gòu)，有貫穿整個(gè) 結(jié)構(gòu)的沸石孔道和

8、孔隙，是一種十分空曠的多孔性礦物質(zhì)，類似于沸石分子篩的結(jié)構(gòu)。經(jīng)測(cè)定，它 的內(nèi)外比表面積共可達(dá)900m2/g，因此具備很強(qiáng)的吸附性能，例如它能保持自身重量2-2.5倍的水。 由于在海泡石的表面含有大量的堿性中心(MgO6)和酸性中心(SiO4)，是一個(gè)雙中心的表面，具有 較強(qiáng)的極性，故優(yōu)先吸附極性強(qiáng)的物質(zhì)。這就為某些物質(zhì)的富集、干燥或凈化提供了新的方法。近幾年科研人員對(duì)海泡石的吸附性能作了大量的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明，海泡石對(duì)某些氣體如 NH3、SO2、H2、HCl、丙烯醛、丙酮、甲醇、丙烯月青、苯、甲苯、苯乙烯及有機(jī)染料等有很好的吸 附性。另外，海泡石對(duì)某些有害離子如Pb2+、Cd2+、Cl-等也

9、有特殊吸附。催化性海泡石含有大量朝向外部的Si-OH基團(tuán)，對(duì)有機(jī)化合物具有較強(qiáng)的親和力，能與氣態(tài)或液態(tài)的 有機(jī)反應(yīng)劑直接作用，生成有機(jī)礦物衍生物，并能保留礦物的格架。盡管Campelo等發(fā)現(xiàn)海泡石可 催化環(huán)己烯異構(gòu)反應(yīng)，但隨時(shí)間的延長(zhǎng)，其活性會(huì)因結(jié)焦而大大降低。這主要是由于天然海泡石表 面酸性很弱，反應(yīng)條件對(duì)其結(jié)構(gòu)有破壞作用。因此，很少有將天然海泡石直接作催化劑的報(bào)道，一般常用化學(xué)或其它手段對(duì)其進(jìn)行改性，使 其修飾成酸性、堿性或適宜某一反應(yīng)的條件。(4)耐熱性和耐磨擦性近些年科研工作者研制出的海泡石耐磨擦材料，主要得益于海泡石纖維獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與性能，其 一是海泡石具有良好的耐熱性能，在高溫條牛下

10、其結(jié)構(gòu)仍能保持穩(wěn)定，這是海泡石摩擦材料高溫性 能穩(wěn)定的主要原因；其二是由于其具有極大的表面積和極強(qiáng)的吸附能力。2海泡石改性復(fù)合材料特點(diǎn)及類型2.1海泡石改性不飽和聚酯復(fù)合材料不飽和聚酯樹脂(UP)是一種熱固性樹脂，具有優(yōu)良的機(jī)械性能和工藝性能，可在常溫常壓下固 化成型，且原料易得，價(jià)格低廉，被廣泛用于化工、建筑、交通等領(lǐng)域。Gawdzik B等人曾在UP中 添加4, 4一二馬來酰亞胺基二苯基甲烷(BM)，使其熱分解溫度提高到280C，同時(shí)還能加快固化反 應(yīng)速度。但是用有機(jī)物改性UP的最大缺點(diǎn)是原料價(jià)格比較昂貴。近年來，UP研究轉(zhuǎn)向成型加工技 術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域。在樹脂成型過程中加入無機(jī)填料，以達(dá)到降

11、低成本，改善性能，增加功能的目的已 成為研究重點(diǎn)之一。海泡石就是一種新型的無機(jī)填料，它是一種富鎂的纖維狀硅酸鹽粘土礦物，具有較強(qiáng)的吸附能 力和較高的熱穩(wěn)定性。其耐高溫性能可達(dá)1500-1700C，而且價(jià)格低廉。最重要的是海泡石UP復(fù)合 材料的結(jié)構(gòu)中存在著“網(wǎng)狀”和“束狀”纖維，縱橫交錯(cuò)，隨機(jī)取向，因此具有良好的增強(qiáng)作用。但將海 泡石直接添加于UP中，對(duì)復(fù)合材料的熱性能改善效果有限。為了提高UP基復(fù)合材料的熱性能，長(zhǎng)安大學(xué)劉開平等人采用表面活性劑對(duì)海泡石進(jìn)行改性， 用DTA分析研究了改性劑種類及海泡石用量對(duì)不飽和聚酯復(fù)合材料熱性能的影響。結(jié)果顯示，填加 海泡石后，不飽和聚酯復(fù)合材料的熱分解起始溫

12、度顯著提高。改性海泡石填充不飽和聚酯樹脂的熱 性能對(duì)比表明，陽離子表面活性劑改性的效果比陰離子表面活性劑改性的效果要好。與未改性海泡 石填充的材料相比，經(jīng)陽離子表面活性劑改性后，較少的海泡石用量就可以使不飽和聚酯復(fù)合材料 具有較好的熱性能。在海泡石/不飽和聚酯復(fù)合材料熱性能方面，海泡石的最佳用量未改性樣為11%左 右，陽離子表面活性劑改性樣為8%左右。未改性海泡石對(duì)不飽和聚酯樹脂的填充效果大于短切玻纖。西南科技大學(xué)的胡小平等人采用將改性海泡石與膨脹型阻燃劑復(fù)配的方式對(duì)UPR進(jìn)行阻燃性能 研究。通過酸熱處理和離子交換改性法獲得了剝離效果良好的有機(jī)化改性海泡石纖維，通過掃描電 鏡、X射線衍射、傅里

13、葉紅外光譜等測(cè)試方法對(duì)改性海泡石的表觀形貌、剝離效果及其UPR中的分 散效果進(jìn)行了表征。將改性海泡石與聚磷酸銨(APP)、季戊四醇(PER)等膨脹型阻燃劑進(jìn)行復(fù)配添加 到UPR中，極限氧指數(shù)(LOI)測(cè)試和煙密度(SDR)測(cè)試結(jié)果表明，所制得的海泡石/不飽和聚酯復(fù)合材 料具有較好的阻燃、抑煙性能。2.2海泡石改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料環(huán)氧樹脂（EP）是一種重要的基體材料，廣泛用于復(fù)合材料及黏合劑的制造。由于環(huán)氧固化物具 有高交聯(lián)結(jié)構(gòu)，存在質(zhì)脆、抗沖擊韌性差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用受到一定限制，因此對(duì)環(huán)氧樹脂的改性已 成為研究熱點(diǎn)。有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料通常表現(xiàn)出優(yōu)異的物理力學(xué)性能，制備復(fù)合材料是改性環(huán)氧樹脂 的重

14、要方法之一。海泡石為含水鎂硅酸鹽黏土礦物，其化學(xué)式為Si O Mg （OH） （OH） 8H O，具有鏈狀和層狀過 12 3U 842 42渡型結(jié)構(gòu)特征。海泡石具有天然一維納米結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)無磨蝕性、比表面積大、表面活性高等特點(diǎn)， 是高分子聚合物理想的增強(qiáng)劑。自從1987年日本豐田汽車公司首次成功開發(fā)出天然蒙脫石改性尼龍 納米復(fù)合材后，全球紛紛展開了黏土改性聚合物提高其強(qiáng)度、耐熱性、韌性、電性能等研究。天津科技大學(xué)的商平等人以環(huán)氧樹脂為基體，酚醛胺CT31）為固化劑，有機(jī)改性后的海泡石為增 強(qiáng)劑，制備了有機(jī)海泡石/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。通過X射線衍射（XRD）分析、傅里葉變換紅外（FTIR） 分析、熱

15、重分析（TG）、拉伸試驗(yàn)研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、耐熱性能。結(jié)果表明，用硅 烷偶聯(lián)劑改性海泡石后，其層間距略微增大，說明硅烷偶聯(lián)劑吸附或插層進(jìn)入海泡石，有利于改善 海泡石與環(huán)氧樹脂基體的界面相容性。環(huán)氧樹脂可插層進(jìn)入有機(jī)海泡石中，形成剝離型納米復(fù)合材 料，且海泡石對(duì)環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)沒有影響，固化反應(yīng)較完全。少量有機(jī)海泡石的加入，可提高環(huán) 氧樹脂的力學(xué)性能及耐熱性能，當(dāng)添加量為1%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸剪切強(qiáng)度提高了 69.5%，當(dāng)添加 量為2%時(shí)，熱分解溫度（失重5%時(shí)的溫度）提高了 31 C。2.3海泡石改性聚丙烯復(fù)合材料聚丙烯（polypropylene，?）是目前應(yīng)用廣泛的通用塑料之一

16、，具有良好的流動(dòng)性和加工性能， 隨著電子電氣、建材、機(jī)械、交通等行業(yè)的發(fā)展，高性能化的聚丙烯復(fù)合材料成為研究的熱點(diǎn)課題。 在PP中添加來源豐富、價(jià)格低廉的無機(jī)填料是常用的改性方法之一。目前報(bào)道中常用的無機(jī)填料有 氫氧化鎂、碳酸鈣、蒙脫土、滑石粉、凹凸棒、莫來石等。海泡石（sepiolite，SEP）是一種富鎂的 纖維狀硅酸鹽粘土礦物，是用途較廣、應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展較迅速的礦物之一。西南科技大學(xué)的胡小平等采用季銨鹽陽離子對(duì)海泡石進(jìn)行有機(jī)化改性，制備有機(jī)改性海泡石和 聚丙烯/海泡石復(fù)合材料。對(duì)有機(jī)改性前后海泡石的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)對(duì)比研究，并討論了改性前 后的海泡石對(duì)聚丙烯力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，通過對(duì)

17、海泡石纖維的有機(jī)化改性，促進(jìn)了纖維束 的剝離分解?？椎乐械募句@鹽分子與表面吸附的分子結(jié)合形成了良好的憎水膜，改善了海泡石纖維 與聚丙烯基體材料的界面相容性。當(dāng)有機(jī)改性海泡石含量為1.5%時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度較純聚丙 烯提高了 13.8%，沖擊強(qiáng)度提高了 80%。胡曉燕等人采用熔融共混的方法制備聚丙烯（PP）/海泡石復(fù)合材料，通過示差掃描量熱儀和偏光 顯微鏡研究有機(jī)化改性海泡石填充PP復(fù)合材料在不同溫度下的等溫結(jié)晶行為，考察海泡石對(duì)PP結(jié) 晶行為的影響；采用Avrami方程處理等溫結(jié)晶過程，并計(jì)算結(jié)晶動(dòng)力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明，海泡石的 加入使復(fù)合材料的結(jié)晶時(shí)間縮短，結(jié)晶度增大；隨著結(jié)晶溫度的升高，

18、各體系的結(jié)晶速率下降,結(jié)晶速 率常數(shù)n、K降低，并且隨著結(jié)晶溫度（丘）的升高，半結(jié)晶時(shí)間（t/2增大；在同一 Tc下，海泡石的加入 提高了基體的結(jié)晶速率，加快了 PP的異相成核過程，使得PP球晶尺寸減小。2.4海泡石改性其有機(jī)物的復(fù)合材料2.4.1月桂酸/海泡石復(fù)合儲(chǔ)能材料利用某些物質(zhì)在相轉(zhuǎn)變過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象，進(jìn)行熱能儲(chǔ)存和溫度調(diào)節(jié)控制，具有熱能儲(chǔ) 存和溫度調(diào)控功能的這些物質(zhì)稱為相變儲(chǔ)能材料。發(fā)展較快的，應(yīng)用較多的是固液相變材料。常低 溫材料在20200C范圍，主要是一些無機(jī)鹽水合物、有機(jī)物、高分子，此溫度范圍內(nèi)的相變材料 是常用的儲(chǔ)能材料，是近年來國(guó)內(nèi)外在能源利用和材料科學(xué)方面開發(fā)研究

19、十分活躍的領(lǐng)域，得到了 人們廣泛的重視。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)相變材料的封裝方法研究主要有四種：直接浸泡法、微膠囊法、定 形法和多孔材料吸附法。江西理工大學(xué)的蔣達(dá)華等人利用海泡石、月桂酸及改性劑制備得到一種復(fù)合相變儲(chǔ)能材料，并 對(duì)其進(jìn)行了相變溫度、熱穩(wěn)定性、微相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了性能表征。結(jié)果顯示，采用液相法制備顆粒型復(fù) 合相變儲(chǔ)能材料。該材料能在常低溫完成吸放熱，相變溫度范圍小，具有較大的吸熱峰，而且熱穩(wěn) 定性好，因此具備一定的儲(chǔ)熱能力。由于經(jīng)過改性，海泡石的吸入量和吸入效果均有所提高。由于 海泡石廉價(jià)易得，無毒無污染，因此該儲(chǔ)能材料在節(jié)能，溫度控制等領(lǐng)域有著極大的意義。3海泡石改性復(fù)合材料的應(yīng)用3.1海泡石

20、改性復(fù)合保溫材料3.1.1海泡石改性復(fù)合材料簡(jiǎn)介泡石復(fù)合保溫材料為建材行業(yè)業(yè)應(yīng)用的一種新型保溫材料，在化工行業(yè)也得到了應(yīng)用。其是以 理化性能優(yōu)異的非金屬礦一海泡石為基料，配以其它輕質(zhì)硅酸鹽材料，并加入適量的化學(xué)添加劑制 得。其為一種靜電型無機(jī)保溫隔熱膏體材料。將該產(chǎn)品干燥成型后可獲得以固體基質(zhì)聯(lián)結(jié)的封閉型 孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的保溫材料，亦可直接刷涂于設(shè)備外表面進(jìn)行保溫施工。海泡石復(fù)合保溫材料與石棉、 礦渣棉、膨脹蛙石、膨脹珍珠巖等保溫材料相比，具有導(dǎo)熱系數(shù)小、容量輕、整體密封性能好等優(yōu) 點(diǎn)。3.1.2海泡石改性保溫材料特點(diǎn)施工用量小，保溫效果顯著由于海泡石復(fù)合保溫材料較其它材料導(dǎo)熱系數(shù)小，因此在施工中

21、保溫層較薄，材料使用量少， 僅為傳統(tǒng)保溫材料的1/3-1/4，保溫效果明顯提高。表1為該材料與幾種常用保溫材料的實(shí)際使用情 況對(duì)比。使用設(shè)備熱*而材料保溫.眼仔保溫層表面環(huán)境溫度及部位疆度rcj對(duì)比度（m in）溫度2co電汽3切海泡石227430旁通閥3011S尿素蒸汽3弱海帽石2564閥門10073J1 J訛爐分汽缸147海泡石 U9&4835克酸廠351海港有3846就鳳皆泡注石棉氈20066表1海泡石改性保溫材料與幾種常用保溫材料的實(shí)際使用情況對(duì)比施工簡(jiǎn)便、費(fèi)用低海泡石復(fù)合保溫材料施工簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)，既可造漿直接刷涂，也可干燥成型后壘砌。盡管該 材料市場(chǎng)價(jià)格較其它材料高，但由于其保溫性

22、能好，施工用量少，因此其綜合保與傳統(tǒng)保溫材料相 比是較低的，一般是其它材料的45%-75%。以長(zhǎng)度10Om、直徑57mm蒸汽管道為例，經(jīng)計(jì)算，與其它保溫材料保溫費(fèi)用對(duì)照數(shù)據(jù)列于表2。材 料參考單份（無/n?）材料體積材料琦元）損耗費(fèi)輔助費(fèi)小計(jì)元）海泡石1 SCO206038Q池深石棉氈削0.7336163泌爵服珍珠巖水況制砧2831.747693233302水泥膨眠蛛石1932-75S133208842超細(xì)瑣璃棉4000,83 2833164S17表2海泡石改性保溫材料與其它保溫材料保溫費(fèi)用對(duì)照數(shù)據(jù)3.2海泡石復(fù)合隔熱材料3.2.1海泡石復(fù)合隔熱材料簡(jiǎn)介為進(jìn)一步提高武器綜合性能，武器用某特殊容

23、器需采用高效隔熱材料減小熱量損失與加熱器損 耗，并避免熱傳導(dǎo)、熱輻射等對(duì)相鄰武器部件的不利影響。依據(jù)某特殊容器設(shè)計(jì)要求，其對(duì)所用隔 熱材料性能要求較高:導(dǎo)熱系數(shù)4 W0 045W/m k；隔熱層厚度W10mm；適用于100800C；避免 對(duì)奧氏體不銹鋼材料表面產(chǎn)生腐蝕；便于施工；整體性好；隔熱層熱面溫度為400C時(shí)，外壁溫度 30min內(nèi)小于100C。中國(guó)工程物理研究院的黃琨等人依據(jù)武器用某特殊容器隔熱要求，以海泡石纖 維為主原料，以空心玻璃微珠為補(bǔ)強(qiáng)填料，以鈉水玻璃為粘接劑，輔以表面活性劑等助劑按一定配 比進(jìn)行復(fù)合，制備出涂敷型海泡石復(fù)合隔熱材料。3.2.2海泡石復(fù)合隔熱材料性能分析利用自制

24、隔熱性能測(cè)試裝置測(cè)試隔熱層在不同熱面溫度下的隔熱性能結(jié)果表3所示。將涂敷型 海泡石復(fù)合隔熱材料應(yīng)用于某特殊容器性能試驗(yàn)，其實(shí)際隔熱效果如表4所示。試驗(yàn)結(jié)果表明:隔熱層 高溫下無脆裂及粉化現(xiàn)象,也無刺激性氣體釋放，耐高溫性能良好;其隔熱性能基本滿足10mm隔熱層 熱面溫度為400C時(shí)、外壁溫度30min內(nèi)小于100C的技術(shù)指標(biāo);隔熱層在某特殊容器性能試驗(yàn)中的 實(shí)際應(yīng)用效果良好，已基本滿足相關(guān)隔熱需求，涂敷型海泡石復(fù)合隔熱材料經(jīng)進(jìn)一步性能改進(jìn)后可在 武器用某特殊容器中得到成功應(yīng)用。隔熱層內(nèi)表面溫度/ r310- 320410- 420500- 510600 610710- 720隔熱層外表面溫度/

25、C65 9580- 120110- 140120- 170160 200測(cè)試條件溫度25 0,相對(duì)濕度60% ,隔熱層厚度10mm圖3測(cè)試條件下隔熱層隔熱性能數(shù)據(jù)試驗(yàn)編號(hào)S P E- 8SPE-9SPEr IQ隔熱層內(nèi)表儷溫度/笆400420400隔熱層外表儷溫度/笥1 10- 13012(1- 140100- 110測(cè)試條件溫度22笆，相對(duì)濕度69%,隔熱層厚度10mm圖4應(yīng)用條件下隔熱層隔熱性能數(shù)據(jù)3.3汽車用海泡石纖維復(fù)合材料3.3.1汽車用海泡石纖維復(fù)合材料簡(jiǎn)介由于石棉纖維粉塵可以使人致癌，所以各國(guó)都對(duì)石棉的使用作了嚴(yán)格的限制。尋找石棉的代用品, 生產(chǎn)無石棉摩擦材料已成為摩擦材料研究的

26、熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)外對(duì)天然非石棉礦物纖維的研究愈加重 視。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及汽車零部件國(guó)產(chǎn)化步伐的加快我國(guó)開始研制并使用各種半金 屬摩擦材料。雖然這種摩擦材料不含石棉,但其摩擦磨損性能較差且密度較大。河北工業(yè)大學(xué)的王金 剛等人研制、開發(fā)了汽車用海泡石纖維復(fù)合材料制動(dòng)摩擦片。3.3.2汽車用海泡石纖維復(fù)合材料的性能按GB 5763-1998、GB 5765-1998、GB 5766-1998中所規(guī)定的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)備和 試驗(yàn)步驟分別采用定速式摩擦試驗(yàn)機(jī)、簡(jiǎn)支梁式擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)等對(duì)按五因素四 水平表制成的16種摩擦片進(jìn)行摩擦因數(shù)和磨損率、沖擊韌度、洛氏硬度的檢驗(yàn)

27、。試樣123456789101112131415J6硬度 /HRM66.268.069.470. 167. 5 69. 670.568.966. 16(1769. 370.264.966.97L367.7沖擊韌度/J cm- 2 5.055.235.025.445. 12 5.005.455.355.235.445.895.225.205.045.415.34表5試樣的硬度和沖擊韌性試樣-盤溫/爸試樣盤溫/ c10015020025030035010015020025030035010.230.290.420.70L 362. 1090. 180. 240. 34(1 82L902.3520.

28、200.250.32(L 80L602. 10100. 190. 230. 30(1 79L862.6630.240.280.340.701.552.0011(L 220.240.300. 68L692.4540.220.240. 300.69L482.20120. 300. 340.380. 772.012.6550. 190.220.280.651.502. 1113(L 280. 330. 400. 772.032.7060.240.290.330.70L602.45140.27(L 290. 35(1 80L982.4970.250.280.350.71L692.33150. 260. 270.38(1 87L992.4480.290.320.36(1 S01.702.5016(13。(1 350.42(19。2. J02. 60圖6試 樣的磨損率4結(jié)語我國(guó)海泡石礦物資源豐富，應(yīng)用前景廣闊;但是目前主要還是以出口原料的形式到日本等國(guó)家， 附加值低。所以加強(qiáng)海泡石