[發(fā)明專利]注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210330749.3
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102850627A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 咸旭勝;咸超;傅航
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶可益熒新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L101/12;C08L51/06;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/06;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 重慶為信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50216
• 代理人: 孫人鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料，具體的說，涉及一種注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯及其制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維有極好的纖度，還有耐高、耐腐蝕、導(dǎo)電、傳熱、彭脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。目前，碳纖維主要是制成碳纖維增強(qiáng)塑料來應(yīng)用。這種增強(qiáng)塑料比鋼、玻璃鋼更優(yōu)越，用途非常廣泛，如制造火箭、宇宙飛船等重要材料；制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)；制造耐腐蝕化工設(shè)備等。

超高分子量聚乙烯具有耐化學(xué)腐蝕性、低摩擦系數(shù)、抗沖擊性以及耐磨性。它已大量應(yīng)用在那些必須具備上述特性的苛刻環(huán)境中，例如化學(xué)工業(yè)、采礦業(yè)、機(jī)械工程、生物醫(yī)學(xué)的移植領(lǐng)域以及紡織工業(yè)。但其卻無法克服超高分子量聚乙烯無流動(dòng)性，無法注塑，收縮率大等缺點(diǎn)，使得在一定程度上限制了超高分子量聚乙烯的應(yīng)用范圍。

超高分子量聚乙烯隨著分子量的增大，其各項(xiàng)理化性能將顯著提高，表現(xiàn)出優(yōu)良的綜合性能，但是分子量的增大，使得超高分子量聚乙烯粘度變得極高，流動(dòng)性很差，分子表面張力顯著提高，很難與其它添加物親和，以致造成填充改性很困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決技術(shù)上的問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有超韌、耐低溫，高耐磨，高強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性好，導(dǎo)電，高剛性，流動(dòng)性，能注塑的注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯及其制備方法。

本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯，由下列重量份數(shù)的組分制得：

超高分子量聚乙烯：45～75份

液晶高分子聚合物(LCP)：5～20份

MA-POE：5～10份

碳纖維：15～35份

上述超高分子量聚乙烯分子量為350～370萬；

上述液晶高分子聚合物溶融溫度為210℃以下；

上述MA-POE為馬來酸酐接枝辛烯/乙烯共聚物；

上述碳纖維為碳含量在90％以上的高強(qiáng)度高模量碳纖維。

一種注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯的制備方法，將碳纖維在450～600℃下處理1～2小時(shí)，使其表面有機(jī)殘留物小1％，然后在室溫下放入硝酸/鈦酸酯復(fù)合液中浸泡2～3小時(shí)，濾出烘干，將所有組分經(jīng)混合機(jī)混合，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)，在200～240℃溫度下經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)擠出造粒即得注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯。

下表為本發(fā)明注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯的檢測數(shù)據(jù)：

有益效果

本發(fā)明注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯具有超韌、耐低溫(可在-70度到120度之間長期使用)，高耐磨，高強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性好，導(dǎo)電(表面電阻2～10歐母)，高剛性等優(yōu)點(diǎn)，解決了超高分子量聚乙烯無流動(dòng)性，無法注塑的難題。

具體實(shí)施方式

先將碳纖維在450～600℃下處理1~2小時(shí)，使其表面有機(jī)殘留物小1％，然后在室溫下放入硝酸/鈦酸酯復(fù)合液中浸泡2～3小時(shí)，濾出烘干備用。將超高分子量聚乙烯、液晶高分子聚合物、碳纖維和MA-POE按上述實(shí)施例分別混合，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)，處理好的碳纖維由雙螺桿擠出造粒機(jī)加纖口加入，注意控制主機(jī)轉(zhuǎn)速及下料控制碳纖維含量擠出造粒即得到注塑級碳纖維增強(qiáng)超高分子量聚乙烯。