[發明專利]碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310742509.9
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104744774A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島萬力科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/18;C08K9/02;C08K7/06;C08K5/523;C08K5/103
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚乙烯是一種質輕無毒和具有優良耐化學腐蝕性能的熱塑性材料，而且價格低廉，成型加工容易，目前廣泛應用于電器、化工、食品、機械等行業。但聚乙烯作為一種工程塑料卻存在強度不足、耐燃性差的不足，因此在使用前需對其進行必要的改性處理，以提高其性能和拓展應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異力學性能和良好阻燃性的碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：碳纖維增強聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯60%～85%、納米碳纖維5%～15%、阻燃劑8%～15%、季戊四醇硬脂酸酯0.3%～1.5%、納米聚四氟乙烯0.1%～0.5%、抗氧劑0.1%～0.5%。

所述納米碳纖維為表面經氧化預處理的納米碳纖維。

所述阻燃劑為雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）阻燃劑。

所述抗氧劑是質量比為1：1的受阻酚類抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑的復配物。

上述的一種碳纖維增強的阻燃聚乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）、納米碳纖維表面經氧化預處理：將納米碳纖維加入體積比3：1的（質量）98%濃硫酸和（質量）70%濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應15～60分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經氧化預處理的納米碳纖維，待用；

（2）、按重量配比稱取聚乙烯、阻燃劑、季戊四醇硬脂酸酯、納米聚四氟乙烯、抗氧劑，加入高速混合器中攪拌3～15分鐘，待充分混合均勻后，出料；

（3）、將步驟（2）得到的混合物加入雙螺桿擠出機的主料口，在雙螺桿擠出機的側料口加入按重量配比稱取步驟（1）得到的物料，調整雙螺桿擠出機的主側料口轉速以均勻納米碳纖維含量，通過雙螺桿擠出機熔融混煉、擠出后，經過冷卻、造粒和干燥，即得到本發明。

本發明的有益效果是，本發明具有高比強度、高比模量、高結晶取向度、高導電導熱性能等優點，而且阻燃效果好、無熔滴現象，耐高溫和耐腐蝕性能優良，在汽車、軍工器械、航空等領域應用具有巨大的潛力和前景。

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。

一種碳纖維增強聚乙烯復合材料，其組分按質量百分數配比為：聚乙烯68%、納米碳纖維15%、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）阻燃劑15%、季戊四醇硬脂酸酯1.5%、納米聚四氟乙烯0.2%、抗氧劑0.3%。其中，所述納米碳纖維為表面經氧化預處理的納米碳纖維，所述抗氧劑是質量比為1：1的受阻酚類抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑的復配物。

其制備方法為：（1）、納米碳纖維表面經氧化預處理：將納米碳纖維加入體積比3：1的（質量）98%濃硫酸和（質量）70%濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應15～60分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經氧化預處理的納米碳纖維，待用；（2）、按重量配比稱取聚乙烯、雙酚A-雙（二苯基磷酸酯）阻燃劑、季戊四醇硬脂酸酯、納米聚四氟乙烯、抗氧劑，加入高速混合器中攪拌3～15分鐘，待充分混合均勻后，出料；（3）、將步驟（2）得到的混合物加入雙螺桿擠出機的主料口，在雙螺桿擠出機的側料口加入按重量配比稱取步驟（1）得到的物料，調整雙螺桿擠出機的主側料口轉速以均勻納米碳纖維含量，通過雙螺桿擠出機熔融混煉、擠出后，經過冷卻、造粒和干燥，即得到本發明。