[发明专利]一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料及其制备方法，包括下述重量份的原料：均聚聚丙稀25‑37份，共聚聚丙烯25‑37份，东丽T700长丝12K碳纤维10‑30份，相容剂9‑11份，增韧剂7‑9份，润滑剂0.3‑0.4份，抗氧剂0.3‑0.4份，本发明制得的高强度碳纤维聚丙烯复合材料强度高、弯曲模量大、无需预处理、供需简单、成本低廉。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它具有高强度（2-7 GPa）、高模量（拉伸模量约为200-700 GPa）、低密度（1.5-2.0 g/cm3）、低线性膨胀系数，对有机溶剂、酸、碱都具有良好的耐腐蚀性，不溶不胀，耐蚀性出类拔萃，完全不存在生锈的问题，并且具有良好的导电导热性能，因而成为21世纪非常具有潜力的新型增强纤维。高强度复合材料在新能源汽车以塑代钢的减重热潮中具有广阔的前景，且以碳纤维为主增强的热塑性复合材料成为人们研究的重点。

中国专利公开号CN107286533A，于2015年11月11日，公开了“一种汽车用碳纤维增强聚丙烯复合材料”；中国专利公开号公开号CN105061902A，于2015年11月18日，公开了“一种活性碳纤维改性聚丙烯复合材料及其制备方法”，以上两个专利申请采用的方法均须对碳纤维进行预处理后方可达到预期效果和目的，其操作步骤繁琐，易造成环境污染。其碳纤维聚丙烯复合材料采用短切线预混合后再经过双螺杆挤出得到，碳纤维在双螺杆强力的剪切下其长度显著变短最终复合材料的性能并不高，20%碳纤含量时拉伸强度低于65 MPa，弯曲强度低于80 MPa，弯曲模量低于3000 MPa，性能不高且使用受限。

中国专利公开号CN104231441A，于2014年12月24日，公开了“碳纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法”，制得的碳纤维材料力学性能低。

中国专利公开号 CN104151708A，于2014年11月19日，公开了“一种碳纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法”，该申请采用四氟硼酸盐或醇等溶液对碳纤维进行处理，工序复杂，制作成本高。

发明内容

本发明在于克服上述缺点而提供一种强度高、弯曲模量大、无需预处理、供需简单、成本低廉的高强度碳纤维聚丙烯复合材料。

本发明的另一目的在于提供一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料，包括下述重量份的原料：

均聚聚丙稀25-37份，共聚聚丙烯 25-37份，东丽T700长丝12K碳纤维10-30份，相容剂9-11份，增韧剂7-9份，润滑剂0.3-0.4份，抗氧剂0.3-0.4份；

其中：

所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐PP-G-MAH；

所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物POE；

所述润滑剂为EBS(乙撑双硬脂酰胺)或季戊四醇硬脂酸脂(PETS)中的一种；

所述抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯或三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种。

本发明一种高强度碳纤维聚丙烯复合材料的制备方法，包括步骤如下：

（1）将均聚聚丙稀25-37份，共聚聚丙烯 25-37份，相容剂9-11份，增韧剂7-9份，润滑剂0.3-0.4份，抗氧剂0.3-0.4份加入混合机中按300 r/min的转速，混合10 min，得预混料，备用；