專利名稱：一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳纖維及其復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、 導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等系列優(yōu)異性能，故它既能作為結(jié)構(gòu)材料又能作為功能材料使用。碳纖維作為復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維其有廣闊的前景，在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。是由于碳纖維表面平滑、活性官能團(tuán)少、表而能低，呈現(xiàn)表面化學(xué)惰性，與樹脂基體浸潤性差，使得復(fù)合材料界面粘合力較弱，嚴(yán)重地影響了復(fù)合材料整體優(yōu)異性能的發(fā)揮；另外一方面，聚乙烯的化學(xué)惰性也使碳纖維與基體樹脂的粘合性差，從而影響應(yīng)力的傳遞。為了解決碳纖維與聚乙烯之間粘合性差的問題，本公司經(jīng)過了長期的探索，從配方、材料改進(jìn)等多方面進(jìn)行研究。常規(guī)的化學(xué)氧化法在提高碳纖維表面性能的同時(shí)，又使纖維力學(xué)性能下降。因此，本發(fā)明通過在在纖維表面引入活性官能團(tuán)及適度的表面刻蝕，從而提高纖維表面潤濕性，增加纖維與基體間的機(jī)械咬合及在纖維與基體樹脂間形成化學(xué)共價(jià)鍵，由此提高復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有聚乙烯復(fù)合材料的技術(shù)問題，提供了一種新型的碳纖維增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其由以下組分組成(重量份)
組分重量份
高密度聚乙烯80-100低密度聚乙烯10-20碳纖維15-20偶聯(lián)劑5-15增塑劑0.5-1 一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料的制備方法為按照配方配料，首先將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯以及碳纖維加入到雙輥筒煉塑機(jī)，混煉過程中加入偶聯(lián)劑和增塑劑。混煉溫度為200 250°C，時(shí)間10 20分鐘；將混煉好的材料進(jìn)行模壓，制得碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
本發(fā)明中碳纖維經(jīng)過等離子接枝改性處理，接枝馬來酸酐，其處理工藝方法為將碳纖維用1 1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纖維表面的環(huán)氧樹脂，于80°C烘干除去溶劑，然后浸漬馬來酸酐單體，均勻纏繞在玻璃框上，置于兩塊電極板中間，進(jìn)行等離子處理， 其中電流強(qiáng)度為4A，處理時(shí)間為2 4分鐘。本發(fā)明中，偶聯(lián)劑選用硅烷，其用量為5 15份。本發(fā)明中增塑劑選用鄰苯二甲酸酯，其用量為0. 5 1。本發(fā)明的有益效果(1)高密度聚乙烯和低密度聚乙烯同時(shí)使用，既保持了高密度聚乙烯的強(qiáng)度大、承受壓力高、熱變形差的優(yōu)點(diǎn)，又保持了線性低密度聚乙烯的耐沖擊性好、韌性好的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，耐環(huán)境應(yīng)力性能有所提高，在熱、氧及機(jī)械剪切作用下無明顯變化。(2)碳纖維接枝單體以后，可以使碳纖維聚乙烯復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度提高 55 60%，改善了復(fù)合材料的性能。(3)本發(fā)明碳纖維聚乙烯復(fù)合材料，適用性廣，可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、土木建筑、電子工程、石油化工、汽車、冶金等行業(yè)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其由以下組分組成(重量份)
權(quán)利要求
1.一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于包括以下組分高密度聚乙烯80 100重量份；低密度聚乙烯10 20重量份；碳纖維15 20重量份；偶聯(lián)劑5 15重量份；增塑劑0.5 1重量份。
2.一種按權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于所述碳纖維經(jīng)過等離子接枝改性處理，接枝馬來酸酐，其處理工藝方法為將碳纖維用1 1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纖維表面的環(huán)氧樹脂，于80°C烘干除去溶劑，然后浸漬馬來酸酐單體，均勻纏繞在玻璃框上，置于兩塊電極板中間，進(jìn)行等離子處理，其中電流強(qiáng)度為4A，處理時(shí)間為2 4分鐘。
3.一種按權(quán)要求1所述的碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料，其特征在于制備方法為按照配方配料，首先將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯以及碳纖維加入到雙輥筒煉塑機(jī)，混煉過程中加入偶聯(lián)劑和增塑劑?；鞜挏囟葹?00 250°C，時(shí)間10 20 分鐘；將混煉好的材料進(jìn)行模壓，制得碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維增強(qiáng)的聚乙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征為本發(fā)明復(fù)合材料由以下組分組成(重量份)高密度聚乙烯80～100份；低密度聚乙烯10～20份；碳纖維15～20份；偶聯(lián)劑5～15份；增塑劑0.5～1份，其中碳纖維經(jīng)過等離子接枝改性處理。本發(fā)明制備方法首先將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯以及碳纖維加入到雙輥筒煉塑機(jī)，混煉過程中加入偶聯(lián)劑和增塑劑，混煉溫度200～250℃，時(shí)間10～20分鐘；將混煉好的材料進(jìn)行模壓，制得產(chǎn)品。本發(fā)明制備的碳纖維聚乙烯復(fù)合材料，性能優(yōu)異，可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、土木建筑、電子工程、石油化工、汽車、冶金等行業(yè)。
文檔編號C08K7/06GK102241849SQ20111016282
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者儲江順, 劉童軍, 彭艷華, 歐陽圣, 歐陽貴, 畢宏俊, 畢宏海, 畢宏清, 汪麗, 程啟山, 肖伏蘭, 鄭飛燕 申請人:上海邦中新材料有限公司