本发明涉及铝硅酸盐聚合物复合材料技术领域，具体地说是一种制备工艺简单、成本低、制备的材料环保、耐腐蚀、不释放有毒气体的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法。
背景技术：
众所周知，无机聚合物是近年来新兴的一门学科，铝硅酸盐聚合物属于无机聚合物的一种，具有良好的耐高温、耐燃及高温不释放出有毒气体的特性，在建筑、耐火材料及航空等领域已有应用，但由于铝硅酸盐聚合物本身的分子量较低，现有方法制作的铝硅酸盐聚合物的力学性能差，抗弯强度仅为4.2~6.5mpa，且表现为脆性断裂，制约了它的应用范围。
技术实现要素：
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种制备工艺简单、成本低、制备的材料环保、耐腐蚀、不释放有毒气体的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法的工艺步骤如下：
一、制作铝硅酸盐聚合物料浆：a.取氢氧化钾和硅溶胶溶液置于搅拌装置中，氢氧化钾与质量浓度为30%的硅溶胶溶液按照1︰2.44～2.56的质量比混合，磁力搅拌20～26小时得到碱激发剂，b.然后将偏高岭土加入到碱激发剂中，机械搅拌30min～40min，制备硅和铝质量比为1.8~2.2：1的铝硅酸盐聚合物料浆，c.再加入去离子水10~15ml，使铝硅酸盐聚合物料浆在60～80s-1剪切速率下的黏度为50mpas~200mpas，然后将料浆在10～20°c的水浴条件下超声振荡15min，得到铝硅酸盐聚合物料浆；
二、处理涤纶织物：将40目或60目的涤纶织物经过去离子水清洗后，在70°c烘箱中干燥；
三、混合制复合材料：将步骤一制得的铝硅酸盐聚合物料浆注入模具，再将经步骤二处理的涤纶织物用手糊成型工艺铺设到铝硅酸盐聚合物料浆中，依次层叠铺设之后置入干燥箱中，干燥温度为70°c，干燥时间为7d，即制得涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料。
进一步，上述所述的步骤一中的b步骤中按照偏高岭土与碱激发剂1︰1.40~2.0的质量比将偏高岭土加入到碱激发剂中。
进一步，上述所述的步骤一中的c步骤中超声振荡的频率为20~80khz。
进一步，上述所述的步骤三中将目数为40目或60目的涤纶织物层叠铺设成坯体。
进一步，上述所述的步骤三中将表面积为6~7cm2的40目涤纶织物层叠铺设3~8层制成坯体，每层厚度为3-5mm。
进一步，上述所述的步骤三中将面积为6~7cm2的60目涤纶织物层叠铺设3~8层制成坯体，每层厚度为3-5mm。
本发明由于采用上述制作工艺步骤，得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的力学性能好，本发明复合材料的密度为1.4~2.3g/cm3，抗弯强度为13~38mpa，韧性大幅度提高，断裂功3.3~14.2j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的5~40%，具有制备工艺简单、成本低、制备的材料环保、耐腐蚀、不释放有毒气体等优点。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明：
一种涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法的工艺步骤如下：一、制作铝硅酸盐聚合物料浆：a.取氢氧化钾和硅溶胶溶液置于搅拌装置中，氢氧化钾与质量浓度为30%的硅溶胶溶液按照1︰2.44～2.56的质量比混合，磁力搅拌20～26小时得到碱激发剂，b.然后按照偏高岭土与碱激发剂1︰1.40~2.0的质量比将偏高岭土加入到碱激发剂中，机械搅拌30min～40min，制备硅和铝质量比为1.8~2.2：1的铝硅酸盐聚合物料浆，c.再加入去离子水10-15ml，使铝硅酸盐聚合物料浆在60～80s-1剪切速率下的黏度为50mpas~200mpas，然后将料浆在10～20°c的水浴条件下超声振荡15min，超声振荡的频率为20~80khz，得到铝硅酸盐聚合物料浆；二、处理涤纶织物：将40目或60目的涤纶织物经过去离子水清洗后，在70°c烘箱中干燥；三、混合制复合材料：将步骤一制得的铝硅酸盐聚合物料浆注入模具，再将经步骤二处理的涤纶织物用手糊成型工艺铺设到铝硅酸盐聚合物料浆中，之后置入干燥箱中，干燥温度为70°c，干燥时间为7d，即制得涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料，进一步，上述所述的步骤三中将目数为40目或60目的涤纶织物层叠铺设成坯体，进一步，上述所述的步骤三中将表面积为6~7cm2的40目涤纶织物层叠铺设3~8层制成坯体，每层厚度3-5mm，进一步，上述所述的步骤三中将面积为6~7cm2的60目涤纶织物层叠铺设3~8层制成坯体，每层厚度3-5mm。
本发明由于采用上述制作工艺步骤，得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的力学性能好，本发明复合材料的密度为1.4~2.3g/cm3，抗弯强度为13~38mpa，韧性大幅度提高，断裂功3.3~14.2j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的5~40%，具有制备工艺简单、成本低、制备的材料环保、耐腐蚀、不释放有毒气体等优点。
实施例1
一种涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的制备方法，其特征在于该制备方法的工艺步骤如下：一、制作铝硅酸盐聚合物料浆：氢氧化钾与质量浓度为30%的硅溶胶溶液按照1︰2.44～2.56的摩尔比混合，磁力搅拌20～26小时得到碱激发剂，然后按照偏高岭土与碱激发剂1︰1.40~2.0的质量比将偏高岭土加入到碱激发剂中，机械搅拌30～40min，制备硅和铝质量比为1.8~2.2：1的铝硅酸盐聚合物料浆，再加入去离子水，使铝硅酸盐聚合物料浆在60s-1剪切速率下的黏度为50mpa.s，然后将料浆在10～20°c的水浴条件下超声振荡15min，振荡频率为30khz。
二、将40目的涤纶织物经过去离子水清洗后，在70°c烘箱中干燥；
三、向步骤二制作得到的表面积为6.25cm2涤纶织物表面浇注步骤一制作得到的铝硅酸盐聚合物料浆，每平方厘米40目涤纶织物表面浇注2～5ml的铝硅酸盐聚合物料浆，然后用塑料刮浆板将涤纶织物表面的料浆涂覆均匀，再将表面积的涤纶织物层叠铺设成坯体；之后置入干燥箱中，干燥温度为70°c，干燥时间为7d，即制得涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.1g/cm3，抗弯强度为20mpa，韧度提高，断裂功7j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的15%。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是步骤一中按照偏高岭土与碱激发剂的质量比1︰1.4~1.6的比例将偏高岭土加入到碱激发剂中。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.3g/cm3，抗弯强度为32mpa，韧度提高，断裂功10j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的32%。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是步骤一中按照偏高岭土与碱激发剂1︰1.8~2.0的质量比将偏高岭土加入到碱激发剂中。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.1g/cm3，抗弯强度为32mpa，韧度提高，断裂功11j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的25%。
实施例4
本实施例与实施例1不同的是步骤一中再加入去离子水，使铝硅酸盐聚合物料浆在65s-1剪切速率下的黏度为100mpa.s。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.3g/cm3，抗弯强度为29mpa，韧度提高，断裂功12j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的36%。
实施例5
本实施例与实施例1不同的是步骤一中向铝硅酸盐聚合物料浆中加入去离子水，使铝硅酸盐聚合物料浆在70s-1剪切速率下的黏度为150mpa.s。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为1.9g/cm3，抗弯强度为35mpa，韧度提高，断裂功11j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的39%。
实施例6
本实施例与实施例1不同的是步骤一中向铝硅酸盐聚合物料浆中加入去离子水，使铝硅酸盐聚合物料浆在75s-1剪切速率下的黏度为200mpa.s。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.3g/cm3，抗弯强度为38mpa，韧度提高，断裂功14.2j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的40%。
实施例7
本实施例与实施例1不同的是步骤一中超声振荡的频率为80khz。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2~2.3g/cm3，抗弯强度为13~38mpa，韧度提高，断裂功5~14.2j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的7~37%。
实施例8
本实施例与实施例1不同的是步骤一中超声振荡的频率为70khz。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2~2.3g/cm3，抗弯强度为13~38mpa，韧度提高，断裂功5~14.2j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的7~37%。
实施例9
本实施例与实施例1不同的是步骤一中超声振荡的频率为60khz。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.1g/cm3，抗弯强度为13mpa，韧度提高，断裂功9j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的22%。
实施例10
本实施例与实施例1不同的是步骤一中超声振荡的频率为70khz。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.2g/cm3，抗弯强度为18mpa，韧度提高，断裂功9j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的22%。
实施例11
本实施例与实施例1不同的是步骤三中将表面积的60目涤纶织物层叠铺设5层制成坯体。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2g/cm3，抗弯强度为26mpa，韧度提高，断裂功13j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的28%。
实施例12
本实施例与实施例1不同的是步骤三中将表面积的60目涤纶织物层叠铺设8层制成坯体。其它步骤及参数与实施例1相同。
得到的涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料的密度为2.3g/cm3，抗弯强度为37mpa，韧度提高，断裂功14j/mm2，涤纶织物占涤纶织物增强铝硅酸盐聚合物复合材料总体积的37%。