[發明專利]一種碳纖維增強聚酯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810435929.5
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108570223B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 呂永根;姚莉麗;李勝霞;張錦財;郭玉花
• 申請（專利權）人: 東華大學;亞東工業(蘇州)有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K9/10;C08K7/06;C08K5/134;C08K5/20;C08K5/526;C08J5/06
• 代理公司: 31303 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 金利琴<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征是：先將表面包覆熱固性樹脂上漿劑的碳纖維進行低溫熱處理，再將低溫熱處理的碳纖維由雙螺桿擠出機加纖口加入，熱塑性聚酯、抗氧化劑及潤滑劑的混合物自雙螺桿擠出機料斗加入，擠出制得碳纖維增強聚酯復合材料；

所述表面包覆熱固性樹脂上漿劑的碳纖維、熱塑性聚酯、抗氧化劑及潤滑劑的質量比為20～40:60～80:0.1～0.3:0.1～0.5；

所述低溫熱處理是指在250～350℃保溫0.5～15min。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維、石油瀝青基碳纖維、煤瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維、氣相生長碳纖維、細菌纖維素基碳纖維、纖維素基碳纖維和木質素基碳纖維中的一種以上；其平均長度為10μm～3mm。

3.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述熱固性樹脂上漿劑的成分為環氧樹脂及其衍生物、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、呋喃樹脂、聚丁二烯樹脂和有機硅樹脂中的一種以上；所述熱塑性聚酯為聚對苯二甲酸丁二酯和聚對苯二甲酸乙二酯的一種以上；所述抗氧化劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N’-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺或三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯中的一種以上；所述潤滑劑為硬酯酸鋅、乙撐雙脂肪酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一種以上。

4.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述低溫熱處理是在氧化性氣氛中進行；所述氧化性氣氛為氧化性氣體環境或氧化性氣體與惰性氣體的混合氣體環境，混合氣體環境中氧化性氣體的體積比大于等于5％。

5.根據權利要求4所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述氧化性氣體為二氧化氮、氯氣、二氧化硫、三氧化硫、空氣和氧氣中的一種以上；所述惰性氣體為氮氣、氬氣、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣或氡氣。

6.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述表面包覆熱固性樹脂上漿劑的碳纖維和熱塑性聚酯預先干燥處理，溫度為100～150℃，時間為2～6h，預先干燥處理后含水量小于0.02wt％。

7.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠出機自喂料口至擠出機模頭的七區溫度設定分別為220～230℃、235～240℃、245～260℃、260～280℃、240～260℃、230～255℃、250～260℃，主機轉速為300～400rpm。

8.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述碳纖維增強聚酯復合材料在100～150℃下干燥2～6h，再注射成型制樣，所述注射成型的模溫為80～100℃，注塑成型溫度為240～280℃。

9.采用如權利要求1～8任一項所述的一種碳纖維增強聚酯復合材料的制備方法制得的碳纖維增強聚酯復合材料，其特征是：所述碳纖維增強聚酯復合材料的拉伸強度為160～220MPa，彎曲強度為240～290MPa。