[發明專利]一種碳纖維增強的耐熱阻燃聚乳酸復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201610077980.4
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105602216A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 唐少俊;熊建民;朱廣燕;朱志軍
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L71/02;C08L63/00;C08K13/06;C08K9/06;C08K7/06;C08K5/526;C08K5/12;C08K5/134;C08K3/22;C08K5/521;C08K5/11;C08K3/34
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 王天桂

1.一種碳纖維增強的耐熱阻燃聚乳酸復合材料，其特征在于，過將聚乳酸、偶聯劑處理 過的碳纖維、增塑劑、阻燃劑、增容劑和抗氧劑通過共混，然后在雙螺桿擠出機中擠出造粒 后烘干獲得。

2.根據權利要求1所述的聚乳酸復合材料的制備方法，其特征在于，具體包括如下步 驟：

（1）將碳纖維用濃度為0.1%-1%偶聯劑處理；

（2）將聚乳酸、阻燃劑進行真空干燥除去水分；

（3）將步驟（2）得到的干燥后的聚乳酸和阻燃劑與增塑劑、增容劑、抗氧劑按配比放置 于干燥的攪拌機中高速攪拌，使其混合均勻，然后在雙螺桿擠出機中進行反應，產物冷卻切 粒，真空烘干，得到阻燃聚乳酸母粒；按重量比計：其中聚乳酸含量為60%-95%，阻燃劑含量 為3%-18%，增塑劑含量為1%-10%，增容劑含量為1%-10%，抗氧劑含量為0.1%-2%；

（4）將步驟（3）得到的阻燃聚乳酸母粒與步驟（1）得到的改性碳纖維加入雙螺桿擠出機 中進行復合加工，得到碳纖維增強的耐熱阻燃聚乳酸復合材料；其中阻燃聚乳酸母粒和碳 纖維的重量比為9:1~1:1。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的碳纖維長徑比為5~30，更優選 為20-30。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑；更優選 的，所述烷偶聯劑選自乙烯基三氯硅烷、乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷、乙烯基三乙氧基硅 烷、γ-甲基丙烯氧基三甲氧基硅烷、β-（3，4-環氧環己基）乙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油 氧基丙基三甲氧基硅烷，N-（β-氨基乙基）-γ氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基 硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基巰基丙基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三 甲氧基硅烷中的一種；最優選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的聚乳酸重均分子量為3~30萬。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的阻燃劑為亞磷酸三苯酯、聚磷 酸銨、蜜胺、磷酸三苯酯、磷酸鹽、氰尿酸三聚氰胺、氫氧化鎂、氫氧化鋁、磷酸三辛酯、磷酸 三丁酯、硼酸鋅、季戊四醇或蒙脫土等其中的一種或幾種的組合；所述的增塑劑為鄰苯二甲 酸二辛酯、聚乙二醇、鄰苯二甲酸二乙酯、檸檬酸三丁酯、乙酰化檸檬酸三乙酯、甲酰胺乙酰 化檸檬酸三丁酯中的一種；所述的增容劑為聚己內酯、聚羥基脂肪酸酯、環氧樹脂中的一 種；所述的抗氧劑為四（β-（3，5二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸）季戊四醇酯、（3，5-二叔丁基- 4-羥基苯基）丙酸十八酯，β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸環己酯，硫代二丙酸二月桂 酯中的一種。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的真空干燥為在30℃~ 80℃下真空干燥3~24小時除去水分。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）的反應條件為：螺桿轉速為 15rpm~180rpm，擠出溫度為150℃~190℃；步驟（4）的反應條件為：螺桿轉速為35rpm~ 200rpm，擠出溫度為160℃~200℃。

9.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，聚乳酸含量為70%-75%，阻 燃劑含量為10%-12%，增塑劑含量為6%-10%，增容劑含量為6%-10%，抗氧劑含量為1%-2%。

10.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，阻燃聚乳酸母粒和碳纖維的重量比 為3:1~1:1。