[發明專利]碳纖維增強聚丙烯復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310698084.6
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103709510A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 李志剛
• 申請（專利權）人: 寧波博利隆復合材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08K9/00;C08K7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于碳纖復合材料技術領域，具體涉及一種碳纖維增強聚丙烯復合材料，本發明還涉及該復合材料的制備方法。

背景技術

壓濾在18世紀初就應用于化工生產，至今仍廣泛應用于化工、制藥、冶金、染料、食品、釀造、陶瓷以及環保等行業。壓濾一般是通過壓濾機來實現，使混合液中的固體提取出來，實現固液分離，壓濾機是利用一種特殊的過濾介質，使得液體滲析出來的一種機械設備。

立式壓濾機是目前國際上最先進、科技含量高的液、固分離新工藝，目前只有芬蘭、美國等少數國家相繼開發使用，廣泛應用于鎳精礦、銅精礦、氧化鋅浸出液、沸石、氧化鋁、堿渣、酵素、淀粉等產品的高精端過濾。國內一些高精端液固分離行業目前雖然也在使用立式壓濾機，但主機引進后的關鍵配件-塑料濾板作為壓濾機的主要易損件，平均壽命一般為12個月，在后期需要頻繁更換，但國內尚未開發應用，市場還處在空白期，更換時必須全部依賴進口，而且報關審批等手續復雜，每批備件需要半年時間，價格高、周期長，既浪費了大量外匯，又浪費了大量寶貴時間，從而影響國內企業的正常生產經營。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種使用壽命長、理化性能可靠的碳纖維增強聚丙烯復合材料。

同時，本發明還提供該復合材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下：

碳纖維增強聚丙烯復合材料，由以下重量百分比的組分制備：

碳纖維：20％

聚丙烯：73％

相容劑：6％

加工助劑：1％。

在上述技術方案的基礎上，上述聚丙烯樹脂的拉伸強度為26.0MPa，彎曲模量為1300MPa，簡支梁缺口沖擊強度為70J/m，熔體流動速率為2.5g/10min，0.45MPa下的熱變形溫度為93℃。

上述的相容劑為接枝聚丙烯。

上述的加工助劑為重量比為3：4：3的抗氧劑、潤滑劑和偶聯劑的混合物。

加工助劑中的抗氧劑為抗氧劑1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯)或抗氧劑168(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)。

加工助劑中的潤滑劑為EBS(N’N’-乙撐雙硬脂酰胺)或硅酮粉。

加工助劑中的偶聯劑為硅烷偶聯劑。

本發明還提供該復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)、碳纖維處理：在室溫條件下，將碳纖維束通過低溫等離子處理箱，并且裝箱備用；

(2)、按配比將聚丙烯、相容劑和加工助劑攪拌混合均勻，得到混合基料；

(3)、把步驟(1)處理后的碳纖維與步驟(2)的混合基料加入雙螺桿擠出機，經雙螺桿擠出機在255℃～280℃溫度下熔融剪切、混煉、擠出造粒即得到碳纖復合材料粒料。

上述步驟(1)中碳纖維束以2m/s的速度通過低溫等離子處理箱進行處理。

上述步驟(3)中擠出機的螺桿轉速為320轉/min，喂料轉速為450轉/min，碳纖喂料轉數為55轉/min，切料速度為450轉/min。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明以聚丙烯為基體原料，添加一定比例的碳纖維、增韌劑、偶聯劑等輔助改性劑來制備碳纖增強聚丙烯復合材料，該復合材料可作為生產的塑料濾板，不僅價格較低，而且各項性能指標均高于進口濾板，在常溫下物理、化學性能完全符合國家質量標準；同時，該復合材料使用壽命也長于進口濾板，可作為進口產品的替代品，具有廣闊的市場發展前景。

具體實施方式

為便于理解本發明，本發明列舉實施例如下。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅用于幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。

如無具體說明，本發明的各種原料均可以通過市售得到；或根據本領域的常規方法制備得到。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術熟練入員所熟悉的意義相同。

下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照國家標準測定。若沒有相應的國家標準，則按照通用的國際標準、常規條件、或按照制造廠商所建議的條件進行。

實施例1

碳纖維增強聚丙烯復合材料，由以下重量百分比的組分制備：

碳纖維：20％

聚丙烯：73％

相容劑(接枝聚丙烯)：6％

加工助劑(抗氧劑1010：EBS：硅烷偶聯劑為3：4：3)1％。