[发明专利]一种高强度的玻璃纤维复合材料及其加工工艺

权利要求书

1.一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维复合材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯25-80份、石墨烯8-25份、纤维15-30份、改性剂30-50份、阻燃剂15-40份、色母1-2份、光稳定剂0.5-1份、相容剂5-15份；

所述玻璃纤维复合材料的加工工艺，包括以下步骤：

1）准备原料：称取聚丙烯、石墨烯、色母、光稳定剂、相容剂、聚乙二醇、聚磷酸胺、三聚氰胺、抗氧化剂、聚乙烯醇、丙三醇、磷酸三丁酯、有机蒙脱土、玻璃纤维和碳纤维，备用；

2）基体材料的制备；

a）取步骤1）准备的聚丙烯、相容剂和玻璃纤维、色母和光稳定剂，放入高速混合机中混合，混合均匀后再投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，双螺杆挤出机的温度为190-210℃，挤出，冷却造粒，得到物料A；

b）取步骤a）得到的物料A、步骤1）准备的碳纤维和石墨烯，投入混炼机中混炼，混炼温度为160-180℃，混炼时间为10-15min，再投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，挤出，冷却造粒，得到物料B；

c）取步骤1）准备的聚乙二醇，真空干燥，再加入步骤b）制备的物料B，恒温搅拌,搅拌均匀后投入高温真空烘箱中，在65-75℃下加工，降温冷却，粉碎机粉碎，得到物料C；

d）取步骤c）制备的物料C、步骤1）准备的聚磷酸胺、三聚氰胺和抗氧化剂，混合均匀，后投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，挤出冷却，得到基体材料；

3）取步骤1）准备的聚乙烯醇，放入有去离子水的三口烧杯中，同时低速搅拌，再加入丙三醇、磷酸三丁酯和有机蒙脱土，加热升温，高速搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解，保温，冷却至室温，得到改性剂；

4）取步骤2）制备的基体材料，采用浸涂涂布，将改性剂涂布在基体材料上，干燥，得到所述玻璃纤维复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述阻燃剂各原料组分如下：以重量计，聚乙二醇10-50份、聚磷酸胺20-45份、三聚氰胺10-15份、抗氧化剂5-12份。

3.根据权利要求2所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述改性剂各原料组分如下：以重量计，聚乙烯醇15-60份、丙三醇5-25份、磷酸三丁酯3-5份、有机蒙脱土3-8份。

4.根据权利要求3所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述纤维包括玻璃纤维和碳纤维，所述玻璃纤维和碳纤维的质量比为1：（1-1.2）。

5.根据权利要求4所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维的直径为8-12 μ m ，所述玻璃纤维表面经过钛酸酯偶联剂浸渍处理。

6.根据权利要求5所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述色母为炭黑、氧化钛、酞菁蓝的一种；所述光稳定剂为水杨酸酯类紫外线吸收剂、苯酮类紫外线吸收剂、三嗪类紫外线吸收剂中的一种；所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐；所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。

7.根据权利要求6所述的一种高强度的玻璃纤维复合材料的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）准备原料：称取聚丙烯、石墨烯、色母、光稳定剂、相容剂、聚乙二醇、聚磷酸胺、三聚氰胺、抗氧化剂、聚乙烯醇、丙三醇、磷酸三丁酯、有机蒙脱土、玻璃纤维和碳纤维，备用；

2）基体材料的制备：

a）取步骤1）准备的聚丙烯、相容剂和玻璃纤维、色母和光稳定剂，放入高速混合机中混合10-20min，混合均匀后再投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，超声波频率为15-25KHz，双螺杆挤出机的温度为190-210℃，挤出，冷却造粒，得到物料A；

b）取步骤a）得到的物料A、步骤1）准备的碳纤维和石墨烯，投入混炼机中混炼，混炼温度为160-180℃，混炼时间为10-15min，螺杆转速为35-45r/min，再投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，超声波频率为15-25KHz，双螺杆挤出机的温度为185-200℃，螺杆转速为20-50 r/min，注射压力为50-80MPa ，挤出，冷却造粒，得到物料B；

c）取步骤1）准备的聚乙二醇，真空干燥10-15min，再加入步骤b）制备的物料B，恒温搅拌1-2h ,搅拌均匀后投入高温真空烘箱中，在65-75℃下加工3-4h，降温冷却，粉碎机粉碎，得到物料C；

d）取步骤c）制备的物料C、步骤1）准备的聚磷酸胺、三聚氰胺和抗氧化剂，混合均匀，后投入双螺杆挤出机，在超声波设备辅助下熔融共混，挤出冷却，得到基体材料；

3）取步骤1）准备的聚乙烯醇，放入有去离子水的三口烧杯中，同时低速搅拌，再加入丙三醇、磷酸三丁酯和有机蒙脱土，加热升温至90-100℃，高速搅拌，搅拌速度为800-850r/min，直至聚乙烯醇完全溶解，保温1-1.2h，冷却至室温，得到改性剂；

4）取步骤2）制备的基体材料，采用浸涂涂布，将改性剂涂布在基体材料上，干燥，得到所述玻璃纤维复合材料。