[發(fā)明專利]一種碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710561563.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107163291B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒華維;劉琦;梁梅;陳洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C08K7/06;C08L81/02;D06M15/41;D06M101/40
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發(fā)明公開(kāi)了一種改性碳纖維，它是經(jīng)硼酚醛樹(shù)脂上漿處理后的碳纖維。本發(fā)明還公開(kāi)了一種碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料，它包括以下重量份數(shù)的組分：前述碳纖維15份、聚苯硫醚75份。本發(fā)明還提供了前述改性碳纖維和碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明利用硼酚醛樹(shù)脂作為上漿液，對(duì)碳纖維進(jìn)行浸漬改性，有效改善了碳纖維與PPS之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，從而制備得到了力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料，應(yīng)用前景優(yōu)良。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚苯硫醚(PPS)是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹(shù)脂，是一種具有優(yōu)良綜合性能的工程塑料,利用碳纖維(CF)增強(qiáng)PPS,可以制得具有高性能的碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料,其中碳纖維與PPS的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料的力學(xué)性能具有很大影響.

通常對(duì)PPS進(jìn)行改性或?qū)F表面改性來(lái)增強(qiáng)碳纖維與聚苯硫醚的界面結(jié)合強(qiáng)度,文獻(xiàn)Kun Zhang etal.,Effect of aminated polyphenylene sulfide on themechanical propertiesof short carbon fiber，Composites Science and Technology98(2014)57–63，通過(guò)加入5wt.％的胺化PPS與20wt.％的碳纖維和75wt.％的PPS共混，來(lái)改善CF與PPS的界面結(jié)合強(qiáng)度，來(lái)提高CF/PPS復(fù)合材料的力學(xué)性能。文獻(xiàn)張坤等,界面改性劑對(duì)聚苯硫醚/碳纖維復(fù)合材料力學(xué)和熱力學(xué)性能的影響.塑料工業(yè),2013(01):第100-103頁(yè)中，報(bào)道了利用界面改性劑環(huán)氧丙酮溶液處理碳纖維，改善其與PPS的界面結(jié)合強(qiáng)度，該方法加入了20wt.％的處理過(guò)的碳纖維與80wt.％PPS共混來(lái)增強(qiáng)CF/PPS復(fù)合材料的力學(xué)性能。

然而，前述現(xiàn)有方法通過(guò)對(duì)碳纖維進(jìn)行處理，雖然在一定程度上提高了CF/PPS復(fù)合材料的力學(xué)性能，但是仍然不盡如人意，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種改性碳纖維以及碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料。

本發(fā)明一種改性碳纖維，它是經(jīng)硼酚醛樹(shù)脂上漿處理后的碳纖維。

優(yōu)選地，它是以硼酚醛樹(shù)脂濃度為1wt.％～5wt.％的溶液作為上漿劑，優(yōu)選濃度為2wt.％硼酚醛樹(shù)脂溶液作為上漿劑。

優(yōu)選地，所述溶液是硼酚醛樹(shù)脂溶于有機(jī)溶劑制成的溶液，優(yōu)選有機(jī)溶劑為乙醇。

優(yōu)選地，所述碳纖維為無(wú)膠碳纖維。

優(yōu)選地，所述上漿的方法如下：取碳纖維，浸漬于上漿劑中，取出，烘干，即可。

優(yōu)選地，浸漬的時(shí)間為2～4小時(shí)，優(yōu)選3h；浸漬的溫度為常溫；烘干的溫度為40～80℃，優(yōu)選60℃；烘干的時(shí)間為36～56h，優(yōu)選48h。

本發(fā)明還提供了一種碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料，其特征在于：它包括以下重量份數(shù)的組分：前述改性碳纖維15份、聚苯硫醚75份。

本發(fā)明還提供了前述碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料的方法，步驟如下：取碳纖維，浸漬于上漿劑硼酚醛樹(shù)脂溶液中，取出，烘干，即可。

本發(fā)明還提供了一種制備前述碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料的方法，其特征在于：它包括以下步驟：取改性碳纖維和聚苯硫醚，擠出，造粒，注塑，得到碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料。

其中，所述擠出溫度從加料段到機(jī)頭溫度共有八段，分別為265,290,295,300,300,300,300,300℃，注塑溫度從加料段到噴嘴處溫度共有五段，分別為265,290,295,300,300℃。

本發(fā)明利用硼酚醛樹(shù)脂(FB)與乙醇混合制備出上漿液，對(duì)碳纖維進(jìn)行改性，可以改善碳纖維與PPS之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，從而制備得到了力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維/聚苯硫醚復(fù)合材料，應(yīng)用前景優(yōu)良。