一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用，屬于新型環(huán)保材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)合材料含有均聚PP、共聚PP、長(zhǎng)碳纖維等，具有密度低、強(qiáng)度大等特性，在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料，并可以有效提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品重量，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展開拓了新的方向。
【專利說明】
一種長(zhǎng)碳纖維増強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其應(yīng)用，尤其涉及一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料及其應(yīng)用，屬于新型環(huán)保材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] LFT，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料，英文是Long Fiber reinforced Thermoplastics。 早在20世紀(jì)80年代，歐美國(guó)家就提出了 LFT的概念。只是，由于當(dāng)時(shí)的纖維浸漬技術(shù)以及長(zhǎng) 纖維粒料的注塑、模壓成型工藝及生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)落后，再加上當(dāng)時(shí)人們?cè)跓崴苄运芰系亩?纖增強(qiáng)、填充及其他改性技術(shù)的研究及應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)步，從而導(dǎo)致對(duì)LFT技術(shù)的 研究進(jìn)步緩慢。20世紀(jì)90年代中期，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及人們對(duì)環(huán)保及節(jié)能意識(shí) 的增強(qiáng)，尤其是能源危機(jī)、石油漲價(jià)，促使汽車輕量化成為新型汽車的發(fā)展趨勢(shì)，也使得人 們?cè)俅螌⒆⒁饬D(zhuǎn)向到了 LFT的研究和開發(fā)上。LFT-D是長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在線直 接生產(chǎn)制品的一種工藝技術(shù)，它區(qū)別于GMT和LFT-G的關(guān)鍵因素是半成品步驟被省去了，在 材料的選擇上也更加靈活。在LFT-D技術(shù)中，不僅纖維的含量和長(zhǎng)度，而且連其基體聚合物 也可以直接調(diào)整到最終部件的要求。通過添加劑的用量多少可以改變和影響制品的機(jī)械性 能和特殊應(yīng)用材料的特性，如熱穩(wěn)定性、著色性、紫外穩(wěn)定性以及纖維與基體的粘結(jié)特性 等，這也意味著每一種特殊應(yīng)用都可以通過LFT-D獲得其獨(dú)特的材料配方。
[0003] 目前LFT-D使用的增強(qiáng)材料以玻璃纖維為主，其密度在1.3g/cm3,其力學(xué)強(qiáng)度(包 括彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等）只相當(dāng)于同等纖維紗含量的SMC的60 %左右。
[0004] 國(guó)際上C-LFT-D技術(shù)尚處于發(fā)展初期，屬于先進(jìn)前沿技術(shù)，尚未實(shí)現(xiàn)批量工業(yè)化應(yīng) 用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷提供一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑 性高性能復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、密度低等優(yōu)勢(shì)。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供該長(zhǎng) 碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明所述技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007] 一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其由其由重量百分比為60~80%的熔 融混合物與重量百分比為20~40%的等長(zhǎng)度的碳纖維絲制備而成。
[0008]上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，所述熔融混合物中含有重量比為1~ 5:1的均聚PP、共聚PP;占 PP總重量0.2~0.5%的含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油； 占 PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗 氧化劑DLTP組成的混合載體。
[0009]上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑與24# 白油的重量比為1: 5;所述混合載體中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326 或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為1:2:1:1。
[0010] 上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，所述等長(zhǎng)度的碳纖維絲的長(zhǎng)度為 25.4mm，由48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲定長(zhǎng)切割而成。
[0011] -種制備上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的方法，包括如下步驟：
[0012] (1)均聚PP與共聚PP的重量比為1~5:1在高速混合釜內(nèi)混合，然后加入PP總重量 0.2~0.5%的含有冊(cè)-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油，所述!^-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑與 24#白油的重量比為1:5，對(duì)PP進(jìn)行共混改性，得共混改性PP，備用；
[0013] (2)向步驟（1)中所得的共混改性PP中加入PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、 分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體，所述混合 載體中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量 比為1:2:1:1，經(jīng)高速攪拌混合均勻，得混合物，備用；
[0014] (3) -級(jí)雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60~80 %，各加熱段 的溫度控制在200°C~230°C，步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級(jí)雙螺桿擠出機(jī)熔融，得熔融混合 物，備用；
[0015] (4)自動(dòng)切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20~40%，將48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動(dòng)切割設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行定長(zhǎng)切割，長(zhǎng)度為25.4mm，得等 長(zhǎng)度的碳纖維絲，備用；
[0016] (5)將步驟(4)所得等長(zhǎng)度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上，通過 二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長(zhǎng)度的碳纖維絲進(jìn)行混配，調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min，在保證等長(zhǎng)度的碳纖維絲浸潤(rùn)完全的前提下，降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min，減少對(duì)碳纖維的長(zhǎng)度的損壞；
[0017] (6)由二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料，即為所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0018]上述長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料在取代傳統(tǒng)金屬材料或熱固性材料方 面的應(yīng)用。
[0019] 進(jìn)一步的，所述應(yīng)用為在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆 蓋件等領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料。
[0020] 本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其使用的物料均為現(xiàn)有技術(shù) 中可直接獲得的材料，如，均聚PP為均聚聚丙烯，共聚PP為共聚聚丙烯，EBS為Ν. Ν' -1、2_乙 二基雙十八(碳)酰胺，UV326為2'-(2'_羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑，GW-944為聚{[6-[(1，1，3,3-四甲基丁基)氨基]]-1，3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6，-四甲基-哌啶 基)亞氨基]-1，6-己二撐[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]}，DLTP為硫代二丙酸雙月 桂酯等。
[0021 ]本發(fā)明在傳統(tǒng)G-LFT-D基礎(chǔ)上，結(jié)合
【申請(qǐng)人】在碳纖、碳?xì)诸I(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，著力開發(fā)了 長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料(C-LFT-D)。本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性 能復(fù)合材料由特定的物料配比與特定的制備工藝而得，與傳統(tǒng)G-LFT-D(PP)相比，密度降低 了 17.39 %，拉伸強(qiáng)度提高了425.00%，彎曲強(qiáng)度提高了320.00%，沖擊強(qiáng)度提高了 550.00%。由于本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料具有良好的材料特性， 在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)金屬材 料和熱固性材料，并可以有效提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品重量，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展開拓了新的 方向。
【附圖說明】
[0022] 圖1本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但只是用于幫助理解本發(fā) 明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明，不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
[0024]實(shí)施例1本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備 [0025]組成：
[0026]長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其由重量比為70%的熔融混合物與重量比 為30%等長(zhǎng)度的碳纖維絲制備而成；所述熔融混合物中含有10kg的均聚PP、5kg共聚PP， 0.045kg含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油，0.45kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑為 0.0075kg，所述24#白油為0.0375kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.09kg、分散劑200目 EBS為0.18kg、紫外線吸收劑UV326為0.09kg、抗氧化劑DLTP為0.09kg;所等長(zhǎng)度的碳纖維絲 的長(zhǎng)度為25.4臟，由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長(zhǎng)切割而成。
[0027]制備方法，包括如下步驟：
[0028] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合，然后加入含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油，對(duì)PP進(jìn)行共混改性，得共混改性PP，備用；
[0029] (2)向步驟（1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體，經(jīng)高速攪拌混合均勻，得混合物，備用；
[0030] (3) -級(jí)雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的70%，各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C，步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級(jí)雙螺桿擠出機(jī)熔融，得熔融混合物， 備用；
[0031] (4)自動(dòng)切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的30%，將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動(dòng)切割設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行定長(zhǎng)切割，長(zhǎng)度為25.4mm，得等長(zhǎng)度的 碳纖維絲，備用；
[0032] (5)將步驟(4)所得等長(zhǎng)度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上，通過 二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長(zhǎng)度的碳纖維絲進(jìn)行混配，調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min，在保證等長(zhǎng)度的碳纖維絲浸潤(rùn)完全的前提下，降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min，減少對(duì)碳纖維的長(zhǎng)度的損壞；
[0033] (6)由二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料，即為所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0034]實(shí)施例2本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備
[0035] 組成：
[0036] 長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其由重量比為60%的熔融混合物與重量比 為40%等長(zhǎng)度的碳纖維絲制備而成；所述熔融混合物中含有5kg的均聚PP、5kg共聚PP， 0.02kg含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油，0.1 kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑 為0.003kg，所述24#白油為0.018kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.02kg、分散劑200目 EBS為0.04kg、紫外線吸收劑GW-944為0.02kg、抗氧化劑DLTP為0.02kg;所等長(zhǎng)度的碳纖維 絲的長(zhǎng)度為25.4臟，由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長(zhǎng)切割而成。
[0037]制備方法，包括如下步驟：
[0038] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合，然后加入含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油，對(duì)PP進(jìn)行共混改性，得共混改性PP，備用；
[0039] (2)向步驟（1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體，經(jīng)高速攪拌混合均勻，得混合物，備用； [0040] (3) -級(jí)雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60%，各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C，步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級(jí)雙螺桿擠出機(jī)熔融，得熔融混合物， 備用；
[0041 ] (4)自動(dòng)切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的40%，將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動(dòng)切割設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行定長(zhǎng)切割，長(zhǎng)度為25.4mm，得等長(zhǎng)度的 碳纖維絲，備用；
[0042] (5)將步驟(4)所得等長(zhǎng)度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上，通過 二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長(zhǎng)度的碳纖維絲進(jìn)行混配，調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min，在保證等長(zhǎng)度的碳纖維絲浸潤(rùn)完全的前提下，降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min，減少對(duì)碳纖維的長(zhǎng)度的損壞；
[0043] (6)由二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料，即為所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0044] 實(shí)施例3本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備
[0045] 組成：
[0046] 長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其由重量比為80%的熔融混合物與重量比 為20%等長(zhǎng)度的碳纖維絲制備而成；所述熔融混合物中含有25kg的均聚PP、5kg共聚PP， 0.15kg含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油，1.5kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑為 0.025kg，所述24#白油為0.125kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.3kg、分散劑200目EBS 為0.6kg、紫外線吸收劑UV326為0.3kg、抗氧化劑DLTP為0.3kg;所等長(zhǎng)度的碳纖維絲的長(zhǎng)度 為25.4臟，由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長(zhǎng)切割而成。
[0047]制備方法，包括如下步驟：
[0048] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合，然后加入含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油，對(duì)PP進(jìn)行共混改性，得共混改性PP，備用；
[0049] (2)向步驟（1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體，經(jīng)高速攪拌混合均勻，得混合物，備用； [0050] (3) -級(jí)雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的80%，各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C，步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級(jí)雙螺桿擠出機(jī)熔融，得熔融混合物， 備用；
[0051 ] (4)自動(dòng)切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20%，將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動(dòng)切割設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行定長(zhǎng)切割，長(zhǎng)度為25.4mm，得等長(zhǎng)度的 碳纖維絲，備用；
[0052] (5)將步驟(4)所得等長(zhǎng)度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上，通過 二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長(zhǎng)度的碳纖維絲進(jìn)行混配，調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min，在保證等長(zhǎng)度的碳纖維絲浸潤(rùn)完全的前提下，降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min，減少對(duì)碳纖維的長(zhǎng)度的損壞；
[0053] (6)由二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料，即為所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0054]實(shí)施例4使用本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備轎車的前保 險(xiǎn)杠
[0055] (1)根據(jù)工藝要求，對(duì)二階段雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料進(jìn)行定長(zhǎng)定量切斷，即按照 產(chǎn)品的重量，輸入自動(dòng)切割系統(tǒng)中，設(shè)備自動(dòng)定長(zhǎng)定量切斷，通過保溫160~180°C，輸送通 道輸送到合適的位置，利用機(jī)械手將材料從保溫輸送帶上取下，放置到模具中；
[0056] (2)鋪料結(jié)束后壓機(jī)下行壓制并加壓；
[0057] (3)保壓，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的壓力值20000KN后進(jìn)行保溫保壓70s;
[0058] (4)產(chǎn)品脫模，壓機(jī)開模后，抽芯退回，頂出產(chǎn)品；
[0059] (5)取產(chǎn)品，待產(chǎn)品完全脫離模具后，使用機(jī)械手或人工將產(chǎn)品從模具上取出，放 置到工裝上；
[0060] (6)后處理，打磨掉產(chǎn)品飛邊，禁止磕碰劃傷產(chǎn)品，產(chǎn)品邊緣也不得有鋸齒等不良 現(xiàn)象；
[0061] (7)對(duì)產(chǎn)品表面處理，消除產(chǎn)品表面的脫模劑及缺陷；
[0062] (8)噴漆處理，包括底漆、中涂、面漆、清漆等；
[0063] (9)獲得轎車的前保險(xiǎn)杠。
[0064]實(shí)施例5使用本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備轎車的后擾 流板
[0065] (1)根據(jù)工藝要求，對(duì)二階段雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料進(jìn)行定長(zhǎng)定量切斷，即按照 產(chǎn)品的重量，輸入自動(dòng)切割系統(tǒng)中，設(shè)備自動(dòng)定長(zhǎng)定量切斷，通過保溫160~180°C，輸送通 道輸送到合適的位置，利用機(jī)械手將材料從保溫輸送帶上取下，放置到模具中；
[0066] (2)鋪料結(jié)束后壓機(jī)下行壓制并加壓；
[0067] (3)保壓，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的壓力值15000KN后進(jìn)行保溫保壓55s;
[0068] (4)產(chǎn)品脫模，壓機(jī)開模后，抽芯退回，頂出產(chǎn)品；
[0069] (5)取產(chǎn)品，待產(chǎn)品完全脫離模具后，使用機(jī)械手或人工將產(chǎn)品從模具上取出，放 置到工裝上；
[0070] (6)后處理，打磨掉產(chǎn)品飛邊，禁止磕碰劃傷產(chǎn)品，產(chǎn)品邊緣也不得有鋸齒等不良 現(xiàn)象；
[0071] (7)對(duì)產(chǎn)品表面處理，消除產(chǎn)品表面的脫模劑及缺陷；
[0072] (8)噴漆處理，包括底漆、中涂、面漆、清漆等；
[0073] (9)獲得轎車的后擾流板。
[0074]測(cè)試?yán)?本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料性能測(cè)試
[0075]依據(jù) 681463、68/1'1447-2005、68/1'1449-2005、68/11451-2005中規(guī)定，對(duì)本發(fā)明實(shí) 施例1所制備的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料與傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(G-LFT-D)進(jìn)行了性能測(cè)試，見表1。
[0076] 表1材料性能對(duì)比表
[0077]
[0078]由表1結(jié)果可知，本發(fā)明所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料與傳統(tǒng)G-LFT-D(PP)相比，密度降低了 17.39%，拉伸強(qiáng)度提高了 425.00%，彎曲強(qiáng)度提高了 320.00%，沖擊強(qiáng)度提高了550.00%，具有非常好的材料特性，可以在航空航天器部件、軌 道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料，并可以有 效提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品重量。
[0079]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用以限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出的若干改進(jìn)、潤(rùn)飾、等同替換，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其特征在于，其由重量百分比為60~ 80%的熔融混合物與重量百分比為20~40%的等長(zhǎng)度的碳纖維絲制備而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其特征在于，所述熔融 混合物中含有重量比為1~5:1的均聚PP、共聚PP;占 PP總重量0.2~0.5%的含有冊(cè)-101型 號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油；占 PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其特征在于，所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑與24#白油的重量比為1:5;所述混合載體中增韌劑SY-PP、分散劑200 目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為1:2:1:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料，其特征在于，所述等長(zhǎng) 度的碳纖維絲的長(zhǎng)度為25.4mm，由48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲定長(zhǎng)切割而成。5. -種權(quán)利要求4所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的方法，其特征在于，包 括如下步驟： (1) 均聚PP與共聚PP的重量比為1~5:1在高速混合釜內(nèi)混合，然后加入PP總重量0.2~ 〇. 5 %的含有HY-101型號(hào)鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油，所述HY-101型號(hào)鈦酸酯偶聯(lián)劑與24#白 油的重量比為1:5，對(duì)PP進(jìn)行共混改性，得共混改性PP，備用； (2) 向步驟（1)中所得的共混改性PP中加入PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散 劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體，所述混合載體 中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為 1:2:1:1，經(jīng)高速攪拌混合均勻，得混合物，備用； (3) -級(jí)雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60~80%，各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C，步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級(jí)雙螺桿擠出機(jī)熔融，得熔融混合物， 備用； (4) 自動(dòng)切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20~40%，將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動(dòng)切割設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行定長(zhǎng)切割，長(zhǎng)度為25.4mm，得等長(zhǎng)度的 碳纖維絲，備用； (5) 將步驟(4)所得等長(zhǎng)度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上，通過二級(jí) 雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長(zhǎng)度的碳纖維絲進(jìn)行混配，調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230°C及轉(zhuǎn) 速150r/min，在保證等長(zhǎng)度的碳纖維絲浸潤(rùn)完全的前提下，降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速至 120r/min，減少對(duì)碳纖維的長(zhǎng)度的損壞； (6) 由二級(jí)雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料，即為所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材 料。6. 權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料在取代傳統(tǒng)金屬 材料或熱固性材料方面的應(yīng)用。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用為在航空航天器部件、軌道交通車 輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件等領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料。
【文檔編號(hào)】C08K13/04GK105968561SQ201610350148
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳朝, 張潔, 李勛成, 公茂利
【申請(qǐng)人】河北立格環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>