[發(fā)明專利]一種負(fù)載路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011162628.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN112250940A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉瀏;邱廷田;敖玉輝;劉宇;鄢飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/10
• 分類號(hào): C08L23/10;C08L51/06;C08K9/02;C08K9/12;C08K3/16;C08K7/06;C08K13/06;C08J5/06
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 李外

本發(fā)明提供一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法，屬于碳纖維表面處理技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)合材料按照重量份數(shù)計(jì)，包括：70～99份的聚烯烴，1～30份的短切碳纖維，0.1～2份的路易斯酸粉末，0～10份相容劑，0～3份加工助劑。本發(fā)明還提供一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料制備方法。該方法制備的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料具有優(yōu)良的界面粘結(jié)能力和較高機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳纖維表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維是一種含碳量在90％以上的力學(xué)性能優(yōu)異的新型無機(jī)高分子纖維，在復(fù)合材料領(lǐng)域廣泛作為增強(qiáng)體使用。碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料由于其輕質(zhì)高性能，在風(fēng)力發(fā)電，汽車工業(yè)，航空航天及民用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的碳纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料主要由連續(xù)纖維制備熱固性樹脂復(fù)合材料。隨著當(dāng)今環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中熱塑性聚烯烴因?yàn)槠渚哂辛己玫目裳h(huán)性、可重復(fù)利用特性適應(yīng)了當(dāng)今材料環(huán)保的發(fā)展方向，越來越受到廣泛關(guān)注。但是碳纖維表面光滑，而且呈現(xiàn)化學(xué)惰性，導(dǎo)致碳纖維與聚烯烴材料界面粘結(jié)強(qiáng)度較弱，外部應(yīng)力不能很好地傳遞到纖維上會(huì)嚴(yán)重影響復(fù)合材料整體性能的發(fā)揮。因此，改善碳纖維與聚烯烴材料之間的界面結(jié)合是一個(gè)重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料制備方法，該方法制備的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料具有優(yōu)良的界面粘結(jié)能力和較高機(jī)械性能。

本發(fā)明首先提供一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料，按照重量份數(shù)計(jì)，包括：70～99份的聚烯烴，1～30份的短切碳纖維，0.1～2份的路易斯酸粉末，0～10份相容劑，0～3份加工助劑。

優(yōu)選的是，所述聚烯烴為聚乙烯和聚丙烯均具聚合物或共聚聚合物中一種或兩種。

優(yōu)選的是，所述的短切碳纖維的長度為1～100mm。

優(yōu)選的是，所述的路易斯酸粉末為氯化鐵與三氯化鋁。

優(yōu)選的是，所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或苯乙烯接枝聚丙烯。

優(yōu)選的是，所述的加工助劑為抗氧化劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑或偶聯(lián)劑。

本發(fā)明還提供一種負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將路易斯酸粉末分散在溶劑中制備成路易斯酸溶液；

步驟二：將未上漿短切碳纖維浸入路易斯酸溶液中浸潤，取出碳纖維充分烘干，得到負(fù)載上路易斯酸的短切碳纖維；

步驟三：將聚烯烴、相容劑、加工助劑和負(fù)載上路易斯酸的短切碳纖維進(jìn)行熔融共混，得到負(fù)載有路易斯酸的短切碳纖維增強(qiáng)聚烯烴復(fù)合材料。

優(yōu)選的是，所述的步驟一路易斯酸溶液的濃度為0.01wt％～1.0wt％。

優(yōu)選的是，所述的步驟三熔融共混為：在密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中以50rpm～400rpm轉(zhuǎn)速160℃～220℃的條件下進(jìn)行熔融共混5～30min。

本發(fā)明的有益效果