[發明專利]一種碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710756451.1
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107383552B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 羅元聰;雷彩紅;張笑晴;徐睿杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L83/04;C08L91/06;C08L23/28;C08K9/08;C08K7/06;C08K5/134;C08J5/06;C08F220/14;C08F220/58;C08F220/56;C08F220/18;D06M15/285
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 趙青朵

1.一種碳纖維增強聚乙烯復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A）常溫下將碳纖維浸漬在碳纖維上漿劑中進行浸漬1～3min；

所述碳纖維上漿劑按照以下方法制備：

a）將部分乳化劑、功能硬單體、丙烯酰胺和長碳側鏈丙烯酸酯在水中分散攪拌，得到預乳液；所述功能硬單體、丙烯酰胺和長碳側鏈丙烯酸酯的質量比為（10~70）：（1~5）：（15~40）；

所述分散攪拌具體為：

a1）先進行初步分散攪拌，攪拌速度為50~500rpm，攪拌時間為10~30min；

b1）然后使用高速剪切分散乳化機攪拌，攪拌速度為8000~20000rpm，得到穩定預乳液；

b）將剩余乳化劑和部分引發劑在水中混勻，升溫到70~100℃時，分別滴加預乳液和剩余引發劑，進行聚合反應，得到乳液型碳纖維上漿劑；

所述功能硬單體為甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯腈；

所述丙烯酰胺為N-羥乙基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺或N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺；

所述長碳側鏈丙烯酸酯為甲基丙烯酸己酯，甲基丙烯酸庚酯，甲基丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸癸酯，甲基丙烯酸正十二烷基酯，甲基丙烯酸正十八烷基酯，丙烯酸異冰片酯或甲基丙烯酸異冰片酯；

所述乳化劑為吐溫T-20、吐溫T-40、吐溫T-60、吐溫T-80、吐溫T-85、司盤S-20、司盤S-40、司盤S- 60和司盤 S- 80中的一種或多種；

B）將聚乙烯、碳纖維、抗氧劑、潤滑劑加入密煉機中，135～160℃，捏煉3～5min后出料，得到混煉膠；

C）將上述混煉膠依次熱壓成型、冷壓定性，得到碳纖維增強聚乙烯復合材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為過硫酸銨，過硫酸鉀或過氧化氫對孟烷。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述功能硬單體、丙烯酰胺、長碳側鏈丙烯酸酯、引發劑和非離子型乳化劑的質量比為（10~70）：（1~5）：（15~40）：（0.1~5）：（0.1~5）。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯、碳纖維、抗氧劑、潤滑劑和碳纖維上漿劑的質量比為100：（3~70）：（0.1~5）：（1~3）：（0.1~2）。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述抗氧劑為四[β-（3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2, 2′-亞甲基雙（4-甲基-6-叔丁基苯酚）、4,4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚）和三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的一種或多種，所述潤滑劑為氯化聚乙烯、石蠟油、硬脂酸鈉和硅酮粉中的一種或多種。

6.權利要求1~5任一項所述的制備方法制備的碳纖維增強聚乙烯復合材料。