一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法，由以下重量份原料制成：均聚聚丙烯85?95份、碳纖維5?10份、有機(jī)蒙脫土2?3份和發(fā)泡母料3?5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯60?70份、發(fā)泡劑20?30份、勻泡劑1?3份、成核劑3?5份、氧化鋅0.5?1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ?2010.5?1份、PE蠟3?5份和硬脂酸鋅0.5?1份。本發(fā)明所制備的均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，拉伸強(qiáng)度達(dá)到36.9MPa，沖擊強(qiáng)度達(dá)到了55.1kJ/m2，彎曲模量達(dá)到1590MPa。發(fā)泡材料的發(fā)泡最好，泡孔密度最大，泡孔密度達(dá)到2.3×107個(gè)/cm3，孔隙率為17.7％。
【專利說明】
一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚丙烯復(fù)合材料，尤其是一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材 料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二^ 世紀(jì)的前十年，中國(guó)乃至全世界的各個(gè)經(jīng)濟(jì)體在全球范圍內(nèi)對(duì)新能源、新 材料的研究和開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了新的更高的層面，大分子聚合物的蓬勃發(fā)展對(duì)于新材料領(lǐng)域 的開發(fā)提供了新起點(diǎn)，新契機(jī)，對(duì)聚合物的要求要求也趨向多功能化，上個(gè)世紀(jì)八十年代由 麻省理工學(xué)院提出的微發(fā)泡聚合物新技術(shù)，顯著地提高了材料的力學(xué)性能，同時(shí)賦予聚合 物優(yōu)異的嶄新的性能，成為了眾多科研人員研究的新領(lǐng)域、新方向，微孔發(fā)泡材料一般而 言，泡孔的直徑比較小，約在Ιμπι~100μL?，泡孔分布均勻。泡孔的存在使得聚合物材料內(nèi)部 具有較大的韌性，類似于彈性顆粒增韌聚合物材料的作用，在受到單向外力或者多向外力 的作用下，能夠在泡孔附近產(chǎn)生大量的銀紋和剪切帶，吸收外力作用下產(chǎn)生的能量，達(dá)到增 韌的效果。開辟了一條聚合物功能化、低成本化、高性能化的技術(shù)路線，當(dāng)前美國(guó)、德國(guó)、日 本等工業(yè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)正在致力于替代傳統(tǒng)發(fā)泡的高性能發(fā)泡材料，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，聚丙烯 微發(fā)泡塑料被認(rèn)為是PS和ΡΕ泡沫塑料的替代品。注塑成型工藝技術(shù)能夠制備截面制品復(fù) 雜，具有特定的花紋，形狀的聚合物發(fā)泡材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)控制，因而聚合物 微孔發(fā)泡技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，諸如美國(guó)、日本等都在加緊研發(fā)注塑發(fā)泡成型的工藝 和設(shè)備，通過簡(jiǎn)單的物理或者化學(xué)的發(fā)泡方法將低分子氣體，或者能夠經(jīng)過加熱分解放出 氣體的發(fā)泡劑與熔融狀態(tài)的樹脂混合后進(jìn)行注塑發(fā)泡或擠出發(fā)泡來制備聚烯烴微發(fā)泡材 料。
[0003] 聚丙烯微發(fā)泡材料與微發(fā)泡材料相比，具有比強(qiáng)度高、密度低、吸收沖擊功強(qiáng)、隔 音隔熱等特點(diǎn)，已經(jīng)在汽車行業(yè)、包裝工業(yè)、軍事工業(yè)、日化用品等得到了廣泛應(yīng)用。聚丙烯 發(fā)泡材料的最高使用溫度達(dá)130Γ、力學(xué)性能優(yōu)異、微波適應(yīng)性好，日趨成為發(fā)泡材料的研 究的重點(diǎn)。為了制備聚丙烯微發(fā)泡材料，得到泡孔均勻的孔徑尺寸，聚丙烯選擇具有很重要 的作用。聚丙烯結(jié)晶能力強(qiáng)，熔體強(qiáng)度低，很大程度上限制了聚丙烯發(fā)泡，選擇熔體強(qiáng)度較 高的聚丙烯材料，或者通過該性能提高聚丙烯熔體強(qiáng)度的復(fù)合材料來發(fā)泡，成為制備的重 要步驟和方法，能夠有效地控制泡孔的聚集現(xiàn)象，防止泡孔結(jié)構(gòu)的開裂。
[0004] 公開號(hào)CN102532720 Α，發(fā)明名稱:一種微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，微 發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料由下述重量份數(shù)的組分組成:聚丙烯樹脂100份、竹粉40-60份、發(fā)泡劑 10-15份、發(fā)泡助劑1-5份、抗氧劑1-5份、成核劑1-3份、相容劑5-10份。該發(fā)明原料來源廣 泛，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，可制得泡孔細(xì)小、均勻致密、質(zhì)輕、沖擊性能好且環(huán)保的微發(fā)泡聚 丙烯復(fù)合材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] CN102675734B，發(fā)明名稱:一種玻纖增強(qiáng)聚丙烯微發(fā)泡材料、制備方法及其應(yīng)用。 該材料包括以下組分和重量份:聚丙烯35~80份、增韌劑1~10份、相容劑1~10份、抗氧劑 0.2~0.4份和玻璃纖維15~45份。該材料的制備方法包括以下步驟:將上述配比的原料放 入高速混合機(jī)中混合3~5分鐘后加入擠出機(jī)中，再將15~45份玻璃纖維從入纖口加到雙螺 桿擠出機(jī)中擠出切粒得到所需玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料;將超臨界流體注入注塑機(jī)螺桿均化段 熔融的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料中，形成均相溶液，然后通過注塑成型，將均相溶液注射入模具 中，得到玻纖增強(qiáng)聚丙烯微發(fā)泡材料。該發(fā)明的材料是工程塑料沼氣池最適合的材料。
[0006] 但是上述微發(fā)泡聚丙烯都存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜，力學(xué)性能不好等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料及其制備方法，解決了現(xiàn) 有生產(chǎn)工藝復(fù)雜，力學(xué)性能不好的問題。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：
[0009] -種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：均聚聚丙烯 85-95份、碳纖維5-10份、有機(jī)蒙脫土 2-3份和發(fā)泡母料3-5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份 計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯60-70份、發(fā)泡劑20-30份、勻泡劑1-3份、成核劑3-5份、氧化鋅 0.5-1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.5-1份、PE蠟3-5份和硬脂酸鋅0.5-1份。
[0010] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料 由以下重量份原料制成:均聚聚丙烯90份、碳纖維5份、有機(jī)蒙脫土 2份和發(fā)泡母料3份。
[0011] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面 處理步驟如下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫 度在50-60°C，回流處理40-60分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧 化，第一步取的碳纖維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，110-120°C回流2-3小時(shí) 后取出碳纖維，用去離子水浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用。
[0012] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑TA-220為60-70份;PP發(fā)泡多功能母料30-40份和TA1000發(fā)泡劑3-5份。
[0013] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑TA-220為60份;PP發(fā)泡多功能母料35份和TA1000發(fā)泡劑5份。
[0014]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉SOSO 份，檸檬酸鈣10-20 份和納米碳酸鈣60-70 份。
[0015]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉20 份，檸檬酸鈣15份和納米碳酸鈣65份。
[0016] 本發(fā)明的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0017] (1)碳纖維表面處理：
[0018] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合3~5min，混合溫度為50~60°C，然后將所得的物料放出，制 得活化的發(fā)泡劑；
[0019] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3~5min， 丙酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機(jī)中10~15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0020] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合5~ 8min，混合溫度在60 °C~80 °C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備 母料，制得發(fā)泡母料'
[0021] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、有機(jī)蒙脫土、碳纖維 與聚丙烯進(jìn)行共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合l〇min，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣 條，既得均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0022] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的轉(zhuǎn)矩流變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū) 溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間為2503。
[0023]本發(fā)明的有益效果：
[0024] 本發(fā)明所制備的均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，拉伸強(qiáng)度達(dá) 到36.9MPa，沖擊強(qiáng)度達(dá)到了55. Ik J/m2，彎曲模量達(dá)到1590MPa。發(fā)泡材料的發(fā)泡最好，泡 孔密度最大，泡孔密度達(dá)到2.3 X 107個(gè)/cm3，孔隙率為17.7%。
[0025] 本發(fā)明采用對(duì)碳纖維的表面進(jìn)行預(yù)處理以除去雜質(zhì)并增加表面的粗糙度，從而增 強(qiáng)成核效率，提高均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料力學(xué)性能。
[0026] 發(fā)泡劑TA-220:具有分解徹底，殘留發(fā)泡劑少，有效發(fā)氣量大等特點(diǎn)。PP發(fā)泡多功 能母料:發(fā)泡效果更好，具有顯著地促進(jìn)均勻發(fā)泡、穩(wěn)定泡孔、防止泡孔塌陷的作用，還具有 強(qiáng)潤(rùn)滑、助分散、抗粘連、降低功耗等功能，達(dá)到簡(jiǎn)化發(fā)泡工藝，改善發(fā)泡成型條件和泡孔質(zhì) 量的目的。TA1000發(fā)泡劑分解氣體為N2，C02以及少量C0等。分解殘留物為白色物質(zhì)。分解氣 體成分穩(wěn)定，能夠獲得泡孔結(jié)構(gòu)良好的制品，發(fā)泡劑分解無誘導(dǎo)期，分解速度快，放氣平緩 無突發(fā)等特點(diǎn)，使得發(fā)泡過程易于控制。發(fā)泡劑要選擇的熱穩(wěn)定性好、發(fā)氣量大，在200°C之 前分解率小于0.1%，制得的發(fā)泡母料不會(huì)提前發(fā)泡而出現(xiàn)干癟、塌陷等情況，這對(duì)發(fā)泡母 料的制備至關(guān)重要，是需要考慮的首要因素。本發(fā)明采用上述三者的組合可以有效地避開 三者之間的缺點(diǎn)，使其優(yōu)點(diǎn)得到最大程度的發(fā)揮。氧化鋅是金屬氧化物，不存在分子鏈較短 的脂肪鏈，對(duì)發(fā)泡劑的活化的突發(fā)性降低，使得發(fā)泡劑在180°C開始分解，在3-5 °C之內(nèi)，發(fā) 泡劑的分解率急劇的增大，在達(dá)到發(fā)泡劑的分解溫度的范圍內(nèi)，快速的擴(kuò)散分布在聚合物 樹脂中，有利于泡孔的均勻性，防止泡孔的塌陷、并泡現(xiàn)象的出現(xiàn)。聚丙烯屬于結(jié)晶性聚合 物，其熔體流動(dòng)速率隨溫度的升高而增大，而熔體強(qiáng)度則逐漸減小，較大的熔體強(qiáng)度有利于 氣泡的包覆，在185-195Γ的成型加工溫度范圍內(nèi)，氣泡既可以流動(dòng)擴(kuò)散，又不影響熔體對(duì) 樹脂的包覆，采用氧化鋅和硬脂酸鋅復(fù)合助劑活化后，其分解溫度變化的最為明顯，能夠發(fā) 泡的溫度區(qū)間增大，更接近聚丙烯的熔融溫度，也有利于發(fā)泡母料的制備。
[0027] 在發(fā)泡母料的制備中，通過加入成核劑在聚合物熔體和成核劑界面之間可以形成 大量的低勢(shì)能點(diǎn)，因而能夠提供更多的發(fā)泡成核點(diǎn)來制備微發(fā)泡材料，不加成核劑，或者用 于發(fā)泡的基體樹脂中不含能夠引導(dǎo)成核的粉體顆粒，則氣泡的成核點(diǎn)會(huì)急劇的減少，泡孔 并泡、破裂塌陷的情況增加，導(dǎo)致成型的泡孔尺寸大并且直徑分布很不均勻?？芍?，成核劑 的加入對(duì)于微發(fā)泡材料的制備具有重要的意義。本發(fā)明采用滑石粉，檸檬酸鈣和納米碳酸 鈣的組合。成核劑作為聚丙烯發(fā)泡的關(guān)鍵因素，采用單一的滑石粉，檸檬酸鈣或納米碳酸鈣 都存在或多或少的問題，本發(fā)明通過將三者組合，并通過改性處理，所得成核劑在聚丙烯中 的分散均勻，與聚丙烯相容性比較好，可以提供較多的成核點(diǎn)，有利于微發(fā)泡材料的制備。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成:均聚聚丙烯90份、碳纖維5份、有機(jī)蒙脫土 2份和發(fā)泡母料3份，所述的發(fā)泡母料 按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯60份、發(fā)泡劑25份、成核劑3份、氧化鋅0.5份、鈦酸 酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.5份、PE蠟4份和硬脂酸鋅0.7份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑TA-220為65份;PP發(fā)泡多功能母料35份和TA1000發(fā)泡劑5份。成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石 粉20份，檸檬酸鈣15份和納米碳酸鈣65份。
[0031] 其制備方法，包括以下步驟：
[0032] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在50°C， 回流處理60分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0033] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合5min，混合溫度為50°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0034] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3~5min， 丙酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機(jī)中15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0035] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合8min， 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0036] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0037] 實(shí)施例2
[0038] 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成：均聚聚丙烯85份、碳纖維10份、有機(jī)蒙脫土 3份和發(fā)泡母料4份，所述的發(fā)泡母 料按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯65份、發(fā)泡劑30份、成核劑4份、氧化鋅1.5份、鈦 酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.8份、PE蠟3份和硬脂酸鋅0.5份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑 TA-220為60份;PP發(fā)泡多功能母料40份和TA1000發(fā)泡劑3份。成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑 石粉25份，檸檬酸鈣20份和納米碳酸鈣60份。
[0039]其制備方法，包括以下步驟：
[0040] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，ll〇°C回流2小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0041] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0042] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3min，丙 酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機(jī) 中l(wèi)Omin，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0043] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合5min， 混合溫度在60°C°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩 流變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°C、132°C、127°C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時(shí) 間為250S，制得發(fā)泡母料；
[0044] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0045] 實(shí)施例3
[0046] -種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成:均聚聚丙烯95份、碳纖維8份、有機(jī)蒙脫土 2份和發(fā)泡母料3份，所述的發(fā)泡母料 按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯70份、發(fā)泡劑20份、成核劑5份、氧化鋅1份、鈦酸酯 偶聯(lián)劑NDZ-2011份、PE蠟5份和硬脂酸鋅1份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑TA-220為， 70份，PP發(fā)泡多功能母料30份和TA1000發(fā)泡劑4份。成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉30 份，檸檬酸鈣10份和納米碳酸鈣70份。
[0047]其制備方法，包括以下步驟：
[0048] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在55 °C， 回流處理50分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，115°C回流2.5小時(shí)后取出碳纖維，用去離子 水浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0049] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合4min，混合溫度為55°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0050] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌4min，丙 酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機(jī) 中13min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0051] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合6min， 混合溫度在70°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0052] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0053] 實(shí)施例4
[0054] 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成:均聚聚丙烯88份、碳纖維10份、有機(jī)蒙脫土2.5份和發(fā)泡母料5份，所述的發(fā)泡 母料按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯67份、發(fā)泡劑28份、成核劑3.5份、氧化鋅1.2 份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.7份、PE蠟4份和硬脂酸鋅0.8份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā) 泡劑TA-220為65份;PP發(fā)泡多功能母料40份和TA1000發(fā)泡劑3份。成核劑，按照重量份計(jì)，包 括滑石粉26份，檸檬酸鈣17份和納米碳酸鈣68份。
[0055]其制備方法，包括以下步驟：
[0056] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0057] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0058] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌5min，丙 酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機(jī) 中15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0059] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合8min， 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0060] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0061 ] 實(shí)施例5
[0062] 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成:均聚聚丙烯91份、碳纖維7份、有機(jī)蒙脫土 2份和發(fā)泡母料3份，所述的發(fā)泡母料 按照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯68份、發(fā)泡劑30份、成核劑5份、氧化鋅1.5份、鈦酸 酯偶聯(lián)劑NDZ-2011份、PE蠟3份和硬脂酸鋅0.6份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑TA-220 為64份;PP發(fā)泡多功能母料36份和TA1000發(fā)泡劑4份。成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉24 份，檸檬酸鈣18份和納米碳酸鈣66份。
[0063]其制備方法，包括以下步驟：
[0064] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在50°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流2小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0065] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0066] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3~5min， 丙酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機(jī)中10~15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0067 ] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合8m i η， 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0068] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0069] 實(shí)施例6
[0070] 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：由以下重量 份原料制成:均聚聚丙烯89份、碳纖維5份、有機(jī)蒙脫土 2.5份和發(fā)泡母料4份，所述的發(fā)泡母 料按照重量份計(jì)，由以下原料制成:聚乙烯70份、發(fā)泡劑28份、成核劑4份、氧化鋅1.3份、鈦 酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.7份、PE蠟4.5份和硬脂酸鋅1份。發(fā)泡劑按照重量份計(jì)，包括發(fā)泡劑 TA-220為64份;PP發(fā)泡多功能母料36份和TA1000發(fā)泡劑4份。成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑 石粉26份，檸檬酸鈣18份和納米碳酸鈣64份。
[0071]其制備方法，包括以下步驟：
[0072] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理60分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗滌并過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用；
[0073] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和 硬脂酸鋅在高速混合機(jī)中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0074] (3)成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌5min，丙 酮的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機(jī) 中15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫?br>[0075] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合8min， 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°(：、132°(：、127°(：，轉(zhuǎn)速為4(^/1^11，塑化時(shí)間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0076] (5)均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行 共混，常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚 聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。
[0077]性能測(cè)試
[0078] 測(cè)試條件:拉伸性能，速度50mm/min，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-92;沖擊強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1043-93，擺錘能量為2.75J;彎曲強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)GB 9341-2000，下壓速度2mm/min，定位移7mm。實(shí)施例 1-6所測(cè)得的數(shù)據(jù)見表1。
[0079] 表1性能參數(shù)測(cè)定
[0080] ~以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例
，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的保護(hù)范-圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換等，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. 一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于：由以下重量份原料制成:均 聚聚丙烯85-95份、碳纖維5-10份、有機(jī)蒙脫土 2-3份和發(fā)泡母料3-5份，所述的發(fā)泡母料按 照重量份計(jì)，由以下原料制成：聚乙烯60-70份、發(fā)泡劑20-30份、勻泡劑1-3份、成核劑3-5 份、氧化鋅〇. 5-1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.5-1份、PE蠟3-5份和硬脂酸鋅0.5-1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于:所述 的均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料由以下重量份原料制成:均聚聚丙烯90份、碳纖維5 份、有機(jī)蒙脫土2份和發(fā)泡母料3份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征 在于:所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如下:第一步，表面去油，取碳 纖維放入容器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在50-60°C，回流處理40-60分鐘后， 取出碳纖維，放入80 °C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖維放入容器中，加入 濃硝酸將碳纖維浸沒其中，110-120°C同流2-3小時(shí)后取出碳纖維，用去離子水浸泡、洗滌并 過濾，直至中性，最后放入80°C的烘箱烘干，備用。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征 在于:所述的發(fā)泡劑由發(fā)泡劑TA-220為60-70份;PP發(fā)泡多功能母料30-40份和TA1000發(fā)泡 劑3-5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所示的所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征在 于:所述的發(fā)泡劑由發(fā)泡劑TA-220為60份;PP發(fā)泡多功能母料35份和TA1000發(fā)泡劑5份。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征 在于:所述的成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉20-30份，檸檬酸鈣10-20份和納米碳酸鈣 60-70份。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所示的所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征在 于:所述的成核劑，按照重量份計(jì)，包括滑石粉20份，檸檬酸鈣15份和納米碳酸鈣65份。8. -種如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 碳纖維表面處理： (2) 發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和硬脂 酸鋅在高速混合機(jī)中混合3~5min，混合溫度為50~60°C，然后將所得的物料放出，制得活 化的發(fā)泡劑； (3) 成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3~5min，丙酮 的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機(jī)中 10~15min，放出物料儲(chǔ)存?zhèn)溆茫? (4) 發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機(jī)中混合5~8min，混 合溫度在60°C~80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，制 得發(fā)泡母料' (5) 聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、有機(jī)蒙脫土、碳纖維與聚丙烯進(jìn)行共混， 常溫下在高速混合機(jī)中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機(jī)制成樣條，既得均聚聚丙 烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種均聚聚丙烯/碳纖維/蒙脫土復(fù)合材料，其特征在于，包括
【文檔編號(hào)】C08K5/098GK106009258SQ201610356069
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】廣州聚注專利研發(fā)有限公司