[發(fā)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?zhí)枺?/td> | 201710756451.1 | 申請日： | 2017-08-29 |
| 公開（公告）號： | CN107383552B | 公開（公告）日： | 2020-02-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 羅元聰;雷彩紅;張笑晴;徐睿杰 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣東工業(yè)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 趙青朵 |
| 地址： | 510062 廣東省*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 碳纖維上漿劑 浸漬 混煉膠 碳纖維 硬單體 制備 增強聚乙烯復合材料 甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸乙酯 聚乙烯復合材料 聚乙烯 丙烯酸甲酯 丙烯酸乙酯 聚乙烯基體 碳纖維浸漬 碳纖維增強 丙烯酸酯 丙烯酰胺 聚合反應(yīng) 力學性能 熱壓成型 種碳纖維 復合材料 苯乙烯 丙烯腈 常溫下 成膜性 抗氧劑 密煉機 潤滑劑 引發(fā)劑 粘附性 側(cè)鏈 長碳 出料 冷壓 捏煉 橋接 定性 | ||
本發(fā)明提供了一種碳纖維增強聚乙烯復合材料的制備方法，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；所述碳纖維上漿劑由功能硬單體、丙烯酰胺和長碳側(cè)鏈丙烯酸酯在引發(fā)劑的作用下進行聚合反應(yīng)制備得到；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；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。上述碳纖維上漿劑具有優(yōu)良的成膜性、粘附性，可縮短浸漬時間，在碳纖維與聚乙烯基體間起良好的橋接作用，提高復合材料的力學性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及碳纖維復合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法。
背景技術(shù)
聚乙烯(PE)是一種耐低溫、原料豐富、應(yīng)用廣泛的熱塑性樹脂。然而普通的聚乙烯材料的力學強度低，在一定程度上限制了它的應(yīng)用廣泛性。碳纖維是一種高比模量、高比強度、密度低、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)異材料，被廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車等高端領(lǐng)域。
通過結(jié)合聚乙烯與碳纖維的優(yōu)點，可制備出高強度、輕量化的復合材料。然而，碳纖維呈現(xiàn)表面化學惰性，表面能低且?guī)缀鯚o化學基團。此外，聚乙烯屬于非極性聚合物，這導致在碳纖維/聚乙烯復合材料制備時兩者之間界面粘結(jié)強度差，嚴重影響碳纖維的增強效果。碳纖維進行上漿處理及添加相容劑能很好改善其界面性能，如中國專利CN201210560525.1、CN201110162825.X都具體提及到用硅烷偶聯(lián)劑對碳纖維進行長時間處理，并在復合過程中加入一定量的相容劑以提高復合材料的力學性能。但是，上述方法中的小分子硅烷偶聯(lián)劑的粘附性能差且對界面性能的提高極其有限。
基于以上，開發(fā)一種高粘附性能高分子碳纖維上漿劑對碳纖維進行處理提高碳纖維與聚乙烯相容性，減少相容劑的使用量同時滿足材料力學性能已成為發(fā)展的重要方向。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種碳纖維增強聚乙烯復合材料及其制備方法，制備的碳纖維增強聚乙烯復合材料具有優(yōu)異的力學性能。
本發(fā)明提供了一種碳纖維增強聚乙烯復合材料的制備方法，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；
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。
上述碳纖維上漿劑由功能硬單體、丙烯酰胺和長碳側(cè)鏈丙烯酸酯在引發(fā)劑的作用下進行聚合反應(yīng)制備得到；
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。
所述功能硬單體、丙烯酰胺和長碳側(cè)鏈丙烯酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為(10～70)：(1～5)：(15～40)。
所述丙烯酰胺優(yōu)選為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(cè)鏈丙烯酸酯優(yōu)選為甲基丙烯酸己酯，甲基丙烯酸庚酯，甲基丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸壬酯，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。
所述引發(fā)劑優(yōu)選為過硫酸胺，過硫酸鉀或過氧化氫對孟烷。
所述乳液型碳纖維上漿劑中的乳化劑優(yōu)選為吐溫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、司盤S-80中的一種或兩種以上的混合物。
上述碳纖維上漿劑優(yōu)選采用以下制備方法制備：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于廣東工業(yè)大學，未經(jīng)廣東工業(yè)大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710756451.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
