[發明專利]一種聚乙烯碳纖維增強母粒

無效

• 申請號: 201210560667.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103881191A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島欣展塑膠有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K9/04;C08K7/06;C08J3/22;D06M15/31;D06M101/40
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技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種聚乙烯碳纖維增強母粒。

背景技術

聚乙烯是一種質輕無毒，具有優良的電絕緣性能和耐化學腐蝕性能的熱塑性材料，其價格低廉，成型加工容易，廣泛應用于電器、化工、食品、機械等行業。碳纖維具有高強度、低密度、高耐溫、耐水、耐腐蝕等特點，是一種優異的高強度增強材料，已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用，從航天、航空、汽車、電子、機械、化工、輕紡等民用工業到運動器材和休閑用品等。因此，碳纖維被認為是高科技領域中新型工業材料的典型代表，為世人所矚目。碳纖維增強聚乙烯具有非常高的比強度，但是由于碳纖維表面平滑、活性官能團少、表面能低，呈現表面化學惰性，與樹脂基體浸潤性差，使得復合材料界面粘合力較弱，嚴重地影響了復合材料整體優異性能的發揮，并且聚乙烯的化學惰性也使碳纖維與基體樹脂的粘合性差，從而影響應力的傳遞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種相容性好和使用方便的聚乙烯碳纖維增強母粒。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種聚乙烯碳纖維增強母粒，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯樹脂20%～40%、碳纖維60%～80%、偶聯劑0.5%～3%、潤滑劑1%～3%、抗氧劑0.1%～1%。

所述的碳纖維為表面經聚丙烯腈改性處理過的碳纖維，其具體為將碳纖維浸潤在聚丙烯腈溶液，再將經浸潤處理的碳纖維于50℃～300℃烘箱內預氧化0.1～100小時、并烘干，獲得表面改性的碳纖維；其中，所述的聚丙烯腈溶液為液態聚丙烯腈低聚物或液態聚丙烯腈低聚物與溶劑配制而成的溶液，所述液態聚丙烯腈低聚物的質量百分比為10%～100%，所述溶劑為水、乙醇、丙酮中的一種。

所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種。

所述的潤滑分散劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EVA蠟、OP蠟中的一種。

所述的抗氧劑為受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物。

上述的一種聚乙烯碳纖維增強母粒的制備方法，包括以下步驟：

（1）碳纖維表面處理：首先制備聚丙烯腈溶液，然后將碳纖維浸潤在聚丙烯腈溶液，再將經浸潤處理的碳纖維于50℃～300℃烘箱內預氧化0.1～100小時、并烘干，獲得表面改性的碳纖維，待用；

（2）按重量配比稱取聚乙烯樹脂、偶聯劑、潤滑劑和抗氧劑，加入高速混合器中混合均勻；

（3）將上述混合均勻的物料和表面改性的碳纖維分別加入雙螺桿擠出機的主料口和側料口，經熔融混煉5～30分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥、包裝，即得本發明的一種聚乙烯碳纖維增強母粒。

本發明的有益效果是，與現有技術相比，本發明制得的一種聚乙烯碳纖維增強母粒應用于生產聚乙烯材料，具有材料強度高、韌性好、耐腐蝕性強和生產工藝簡單、使用方便等特點。本發明的碳纖維經過聚丙烯腈表面處理，極大的改善碳纖維與樹脂基體的粘結力，起到了非常好的碳纖維增強作用。

具體實施方式

下面結合具體實施例來進一步說明本發明的技術方案。

實施例1：

一種聚乙烯碳纖維增強母粒，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯樹脂30%、碳纖維65%、硅烷偶聯劑2%、聚乙烯蠟2%、受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物1%。所述的碳纖維為表面經聚丙烯腈改性處理過的碳纖維，其具體為將碳纖維浸潤在聚丙烯腈溶液，再將經浸潤處理的碳纖維于50℃～300℃烘箱內預氧化0.1～100小時、并烘干，獲得表面改性的碳纖維；其中，所述的聚丙烯腈溶液為液態聚丙烯腈低聚物，所述液態聚丙烯腈低聚物的質量百分比為10%～100%。

制備方法：（1）碳纖維表面處理：首先制備聚丙烯腈溶液，然后將碳纖維浸潤在聚丙烯腈溶液，再將經浸潤處理的碳纖維于50℃～300℃烘箱內預氧化0.1～100小時、并烘干，獲得表面改性的碳纖維，待用；（2）按重量配比稱取聚乙烯樹脂、硅烷偶聯劑、聚乙烯蠟和受阻酚抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168的復配物，加入高速混合器中混合均勻；（3）將上述混合均勻的物料和表面改性的碳纖維分別加入雙螺桿擠出機的主料口和側料口，經熔融混煉5～30分鐘，然后擠出、冷卻、造粒、干燥、包裝，即得本發明的一種聚乙烯碳纖維增強母粒。

實施例2：