[發明專利]連續碳纖維增強聚丙烯高性能導電、導熱復合材料及其制備

在審

• 申請號: 201710236766.3
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106883516A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 張思燈;阮晨琪;阮金剛
• 申請（專利權）人: 浙江勝鋼新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/14;C08L87/00;C08L23/08;C08L51/06;C08K5/134;C08K5/526;C08K5/372;C08K13/04;C08K7/06
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技術領域

本發明涉及一種連續碳纖維增強聚丙烯高性能導電、導熱復合材料及其制備。

背景技術

聚丙烯（Polypropylene,簡稱PP）是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂,也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內，通常為半透明無色固體，無臭無毒；由于結構規整而高度結晶化，故熔點可高達167℃。密度小，是最輕的通用塑料；對水特別穩定，在水中吸水率僅為0.01%左右；耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優點。其強度、剛度、硬度耐熱性均優于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響。由于其以上優異的性能，廣泛應用于包裝、管材、服裝、汽車、家用電器等領域。但其在-35℃低溫時變脆，不耐磨、易老化。

隨著生活水平的提高以及節能、減排、環保、可持續發展意識的增強，在汽車、家用電器等許多領域都提出了高性能化、功能化、輕量化的要求。例如雖然聚丙烯強度高于聚乙烯，拉伸強度可達30MPa以上，但仍然限制了其在高性能要求領域的應用。縱觀聚合物增強塑料的發展，以芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維增強聚合物材料最為突出，性能可以鋼材媲美甚至有過之而無不及，密度卻遠遠低于鋼材，而其中碳纖維增強復合材料集高性能、低密度、導電、導熱等功能性于一身。長/連續碳纖增強聚丙烯(Long/Continuous Carbon Fiber Reinforced Polypropylene.簡稱LCFRPP/CCFRPP)是倍受人們關注的新品種之一。一般聚丙烯樹脂拉伸強度在20-30MPa，彎曲強度在25-50MPa，彎曲模量在800-1500MPa之間，而LCFRPP的拉伸強度提高到100-150MPa，是純樹脂的3-5倍，彎曲強度和模量也是原來的3-5倍左右，機械性能大大提高；當制成單向連續碳纖增強片材時，其拉伸強度高達900-1500MPa，復合成多層板材后拉伸強度也可高達400-700MPa。

此外，連續碳纖維復合材料不僅賦予了材料高強高模和輕量化，還賦予了優異的導電、導熱性能，大大拓寬了復合材料的應用領域；相比傳統短碳纖復合材料，在同等的添加量下，各項性能更為突出。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種連續碳纖維增強聚丙烯高性能導電、導熱復合材料及其制備。

本發明一方面提供一種連續碳纖維增強聚丙烯高性能導電、導熱復合材料，按材料重量計，配方包括：

（1）聚丙烯100份；

（2）抗氧劑0.1-1份；

（3）流動促進劑0.2-2份；

（4）增韌劑2-10份；

（5）相容劑1-5份。

優選為，所述的聚丙烯指丙烯聚合或者丙烯與少量乙烯共聚物，其熔融指數大于等于25g/10min。其中PP可以是等規聚丙烯或共聚聚丙烯的單品種或復配體系

優選為，所述的抗氧劑選自抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑168、抗氧劑DSTP、抗氧劑P-EPQ、抗氧劑PEP-36A、抗氧劑300、抗氧劑PAT 218中的一種或幾種復合。

優選為，所述流動促進劑選自超支化聚合物樹脂Hyper C100T、超支化聚合物樹脂CYD-2136PE硬脂酸及其鹽類、聚烯烴蠟、乙撐雙硬脂酰胺EBS、改性乙撐雙脂肪酸酰胺TAF、硅酮粉或母粒中的一種。

優選為，所述的增韌劑選自乙烯-辛烯共聚物POE、乙烯醋酸乙烯酯EVA、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯SIS、乙丙橡膠EPDM、納米二氧化硅、超支化樹脂CYD-6100等中的一種或幾種復配。

優選為，所述相容劑主要指以聚丙烯為載體的接枝物，接枝單體為馬來酸酐MAH或甲基丙烯酸縮水甘油酯GMA。

本發明有益效果如下：

1、相對傳統碳纖增強PP復合材料，采用特殊浸漬工藝制備的連續碳纖增強復合材料由于碳纖維在PP載體中長度保留率很高或是連續的，所以不僅力學性能得到很大提升，基于連續的網絡結構，其復合材料的導電、導熱性能也大大提高。