[发明专利]一种塑料叶轮用复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种塑料叶轮，其特征在于，所述塑料叶轮由塑料叶轮用复合材料制成，所述塑料叶轮用复合材料的原料包括树脂成分、抗氧剂、改性碳纤维、改性氧化石墨烯、聚四氟乙烯、丙烯酸酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物和丙烯酸缩水甘油酯接枝乙丙橡胶，所述树脂成分由液晶聚合物、聚苯硫醚和聚醚砜构成，所述液晶聚合物、所述聚苯硫醚和所述聚醚砜的投料质量比为1-3︰1.1-4︰1；其中，所述丙烯酸酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的投料质量与所述液晶聚合物和所述聚苯硫醚的总投料质量之比为0.02-0.25︰1，所述丙烯酸缩水甘油酯接枝乙丙橡胶与所述聚醚砜的投料质量之比为0.02-0.20︰1；

以质量份数计，所述原料中，所述液晶聚合物占20-50份、所述聚苯硫醚占30-60份、所述聚醚砜占10-50份、所述改性碳纤维占10-50份、所述改性氧化石墨烯占2-10份、所述聚四氟乙烯占0.5-5份、所述丙烯酸酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物占2-15份、所述丙烯酸缩水甘油酯接枝乙丙橡胶占1-8份和所述抗氧剂占0.01-3份；

所述复合材料通过先使所述液晶聚合物、所述聚苯硫醚和所述丙烯酸酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混熔融制成二元合金材料，再使所述二元合金材料与剩余原料混合，熔融挤出而制成。

2.根据权利要求1所述的塑料叶轮，其特征在于，所述改性碳纤维通过如下方法制备而得：先采用混合酸氧化碳纤维得到氧化的碳纤维，再使所述氧化的碳纤维与硅烷偶联剂反应而制成所述改性碳纤维，其中，所述混合酸为浓硫酸与浓硝酸的混合物，所述浓硝酸与所述浓硫酸的投料体积比为2-5︰1。

3.根据权利要求1所述的塑料叶轮，其特征在于，所述改性氧化石墨烯通过改性剂与氧化石墨烯反应制成，所述改性剂由植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂和液体石蜡构成，所述植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂与所述液体石蜡的投料质量比为1︰0.8-1.5。

4.根据权利要求1所述的塑料叶轮，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂Irganox 1098和抗氧剂P-EPQ构成，所述抗氧剂Irganox 1098与所述抗氧剂P-EPQ的投料质量比为1︰1.2-2。

5.根据权利要求1所述的塑料叶轮，其特征在于，所述复合材料的制备方法包括如下步骤：

（1）按配方称取各原料，将称取的液晶聚合物、聚苯硫醚和聚醚砜分别进行干燥；

（2）将经步骤（1）干燥后的液晶聚合物、聚苯硫醚与丙烯酸酯接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物混合，熔融挤出，制成二元合金材料；

（3）将步骤（2）制备的二元合金材料与剩余原料混合，熔融挤出，制成所述塑料叶轮用复合材料。

6.根据权利要求5所述的塑料叶轮，其特征在于，步骤（1）中的干燥处理在温度140-160℃下进行，干燥时间为4-8小时。

7.根据权利要求5所述的塑料叶轮，其特征在于，步骤（2）中和步骤（3）的熔融挤出操作分别在挤出机中进行，所述挤出机中各段温度分别为：一区 220-240℃、二区 240-270℃、三区 270-310℃、四区 310-320℃、五区 310-320℃、六区310-320℃、七区 310-320℃、八区310-320℃、九区 310-320℃、十区 310-320℃，十一区 310-320℃，其中，螺杆长径比36～48，螺杆转速200～500rpm。