[发明专利]碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法

摘要

本发明是碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，包括将超高分子量聚乙烯粉末与木炭在蒸馏水中混合；将混合溶液置于研磨机中研磨并抽滤出水分；加入适量的短碳纤维，在超高速搅拌机中充分混合均匀，呈融溶状态的悬浮溶液；去除水分，然后将碳纤维/超高分子量聚乙烯/木碳粉和适量偶联剂的混合物置于干燥箱中干燥；打碎成粉；加入到双螺杆挤出机中进行混炼复合，挤出成型。优点：解决了碳纤维与炭粉/超高分子量聚乙烯在融熔复合过程中因质量太轻、易团聚、不易分散、不易复合的问题。本发明制备的复合材料表面光滑，可以任意弯曲而不被折断，具有极高的拉抻强度和拉伸弹性模量，是一种具有广泛应用前景的高性能复合材料。

主权项

碳纤维增强炭粉/超高分子量聚乙烯复合材料的制备方法，其特征是该方法包括如下步骤：（1）用粉碎搅拌机将块状木炭粉打碎成细粉，60~70目后置于60℃恒温鼓风干燥箱中48小时，烘至绝干状态；（2）将超高分子量聚乙烯粉末至于电热恒温鼓风干燥箱中在60℃下恒温干燥24小时；（3）准确称取烘干的超高分子量聚乙烯粉末质量百分数25%与木炭粉在蒸馏水中混合42~62%，并用搅拌器在常温下搅拌10~30分钟至混合均匀；（4）将混合均匀的超高分子量聚乙烯粉末和木炭粉混合溶液置于研磨机中研磨10~15次，并用真空泵抽滤出水分；（5）将步骤（4）的混合均匀的超高分子量聚乙烯粉末和炭粉混合溶液加入10~30%不同长度的短碳纤维，长度范围1~5μm，加入蒸留水1000ml，马来酸酐偶联剂3%，在超高速搅拌机内搅拌均匀，选用的搅拌速度为15000~24000转/分钟，使三者充分混合，呈融溶状态的悬浮溶液；（6）将步骤（5）的悬浮溶液置于旋转蒸发器中去除水分，然后将碳纤维/超高分子量聚乙烯/木碳粉三者的混合物置于电热恒温鼓风干燥箱中在60℃下恒温干燥24~48小时，使得混合物干燥；（7）将步骤（6）得到的混合干燥物置于搅拌粉碎机中搅拌打碎成粉；（8）将步骤（7）得到的将打碎成粉的三种材料混合物投入到双螺杆挤出机中进行混炼复合，复合温度为170~190℃，螺杆旋转方向设置为同向旋转，螺杆转速为30~50rpm，混合10~20min；（9）混合完成后挤出成型。