CN102241849A - 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料 - Google Patents

一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN102241849A
CN102241849A CN201110162825XA CN201110162825A CN102241849A CN 102241849 A CN102241849 A CN 102241849A CN 201110162825X A CN201110162825X A CN 201110162825XA CN 201110162825 A CN201110162825 A CN 201110162825A CN 102241849 A CN102241849 A CN 102241849A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon fiber
density polyethylene
polyethylene
parts
reinforced composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201110162825XA
Other languages
English (en)
Inventor
毕宏海
储江顺
彭艳华
毕宏清
程启山
欧阳圣
肖伏兰
汪丽
毕宏俊
欧阳贵
郑飞燕
刘童军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI BANGZHONG NEW MATERIAL CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI BANGZHONG NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI BANGZHONG NEW MATERIAL CO Ltd filed Critical SHANGHAI BANGZHONG NEW MATERIAL CO Ltd
Priority to CN201110162825XA priority Critical patent/CN102241849A/zh
Publication of CN102241849A publication Critical patent/CN102241849A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料及其制备方法，其特征为本发明复合材料由以下组分组成(重量份)：高密度聚乙烯80～100份；低密度聚乙烯10～20份；碳纤维15～20份；偶联剂5～15份；增塑剂0.5～1份，其中碳纤维经过等离子接枝改性处理。本发明制备方法：首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂，混炼温度200～250℃，时间10～20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得产品。本发明制备的碳纤维聚乙烯复合材料，性能优异，可以广泛应用于医疗器械、土木建筑、电子工程、石油化工、汽车、冶金等行业。

Description

一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等系列优异性能，故它既能作为结构材料又能作为功能材料使用。
碳纤维作为复合材料的增强纤维其有广阔的前景，在国民经济各个领域有着广泛应用。是由于碳纤维表面平滑、活性官能团少、表而能低，呈现表面化学惰性，与树脂基体浸润性差，使得复合材料界面粘合力较弱，严重地影响了复合材料整体优异性能的发挥；另外一方面，聚乙烯的化学惰性也使碳纤维与基体树脂的粘合性差，从而影响应力的传递。
为了解决碳纤维与聚乙烯之间粘合性差的问题，本公司经过了长期的探索，从配方、材料改进等多方面进行研究。常规的化学氧化法在提高碳纤维表面性能的同时，又使纤维力学性能下降。因此，本发明通过在在纤维表面引入活性官能团及适度的表面刻蚀，从而提高纤维表面润湿性，增加纤维与基体间的机械咬合及在纤维与基体树脂间形成化学共价键，由此提高复合材料的界面剪切强度。
发明内容
本发明针对现有聚乙烯复合材料的技术问题，提供了一种新型的碳纤维增强聚乙烯复合材料及其制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)：
Figure BSA00000519208200011
一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料的制备方法为：按照配方配料，首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为200～250℃，时间10～20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
本发明中碳纤维经过等离子接枝改性处理，接枝马来酸酐，其处理工艺方法为：将碳纤维用1∶1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纤维表面的环氧树脂，于80℃烘干除去溶剂，然后浸渍马来酸酐单体，均匀缠绕在玻璃框上，置于两块电极板中间，进行等离子处理，其中电流强度为4A，处理时间为2～4分钟。
本发明中，偶联剂选用硅烷，其用量为5～15份。
本发明中增塑剂选用邻苯二甲酸酯，其用量为0.5～1。
本发明的有益效果：
(1)高密度聚乙烯和低密度聚乙烯同时使用，既保持了高密度聚乙烯的强度大、承受压力高、热变形差的优点，又保持了线性低密度聚乙烯的耐冲击性好、韧性好的优点。同时，耐环境应力性能有所提高，在热、氧及机械剪切作用下无明显变化。
(2)碳纤维接枝单体以后，可以使碳纤维聚乙烯复合材料的层间剪切强度提高55～60％，改善了复合材料的性能。
(3)本发明碳纤维聚乙烯复合材料，适用性广，可以广泛应用于医疗器械、土木建筑、电子工程、石油化工、汽车、冶金等行业。
具体实施方式
实施例1
一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)：
Figure BSA00000519208200021
制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为220℃，时间12分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
实施例2
一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)：
Figure BSA00000519208200031
制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为250℃，时间20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
实施例3
一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)：
Figure BSA00000519208200032
制备方法为：首先按照各组分含量进行配料，然后将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为230℃，时间15分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
以上三种实施方式中的碳纤维均是提前经过改性处理：将碳纤维用1∶1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纤维表面的环氧树脂，于80℃烘干除去溶剂，然后浸渍马来酸酐单体，均匀缠绕在玻璃框上，置于两块电极板中间，进行等离子处理，其中电流强度为4A，处理时间为3分钟。
对上述3种实施方法所制得的复合材料，测得其拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率等数据见下表：
Figure BSA00000519208200041
根据以上表数据分析可得，本发明制备的碳纤维增强聚乙烯复合材料具备良好的性能。

Claims (3)

1.一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于包括以下组分：高密度聚乙烯80～100重量份；低密度聚乙烯10～20重量份；碳纤维15～20重量份；偶联剂5～15重量份；增塑剂0.5～1重量份。
2.一种按权利要求1所述的碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于所述碳纤维经过等离子接枝改性处理，接枝马来酸酐，其处理工艺方法为：将碳纤维用1∶1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纤维表面的环氧树脂，于80℃烘干除去溶剂，然后浸渍马来酸酐单体，均匀缠绕在玻璃框上，置于两块电极板中间，进行等离子处理，其中电流强度为4A，处理时间为2～4分钟。
3.一种按权要求1所述的碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于制备方法为：按照配方配料，首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为200～250℃，时间10～20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
CN201110162825XA 2011-06-16 2011-06-16 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料 Pending CN102241849A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110162825XA CN102241849A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110162825XA CN102241849A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102241849A true CN102241849A (zh) 2011-11-16

Family

ID=44960108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110162825XA Pending CN102241849A (zh) 2011-06-16 2011-06-16 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102241849A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102775668A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 昆山乔锐金属制品有限公司 一种复合螺旋管材料的配方
CN102952309A (zh) * 2012-12-12 2013-03-06 中国科学院长春应用化学研究所 改性短切碳纤维增强聚烯烃复合材料及其制备方法
CN106397812A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 芜湖德鑫汽车部件有限公司 汽车空调抑菌过滤板及其制备方法
CN106479011A (zh) * 2015-08-25 2017-03-08 储照良 一种pe复合材料
CN107434872A (zh) * 2017-08-26 2017-12-05 安徽胜利精密制造科技有限公司 一种电脑外壳韧性剂
CN107602971A (zh) * 2017-08-22 2018-01-19 安徽悦尔伟塑料机械有限公司 高强度塑料机械手及其制备方法
WO2019069141A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 National Industrialization Company (Tasnee) ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYPROPYLENE AND POLYETHYLENE COMPOSITE MATERIALS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN113234268A (zh) * 2021-03-17 2021-08-10 浙江晟祺实业有限公司 一种复合增强高密度聚乙烯材料及其制备方法
CN113373692A (zh) * 2021-05-21 2021-09-10 北京化工大学 等离子体改性碳纤维及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101469089A (zh) * 2008-06-19 2009-07-01 上海化工研究院 一种制备管材用无卤聚乙烯组合物及其制备方法
CN101701083A (zh) * 2009-11-03 2010-05-05 苏州市科创聚合物有限公司 电磁屏蔽聚乙烯材料及其制作工艺

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101469089A (zh) * 2008-06-19 2009-07-01 上海化工研究院 一种制备管材用无卤聚乙烯组合物及其制备方法
CN101701083A (zh) * 2009-11-03 2010-05-05 苏州市科创聚合物有限公司 电磁屏蔽聚乙烯材料及其制作工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《华东理工大学学报》 19940831 郑安呐等 "碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅰ．低温等离子处理对碳纤维表面的作用" 第451页第1段-454第12段 2-3 第20卷, 第04期 *
郑安呐等: ""碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅰ．低温等离子处理对碳纤维表面的作用"", 《华东理工大学学报》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102775668A (zh) * 2012-08-10 2012-11-14 昆山乔锐金属制品有限公司 一种复合螺旋管材料的配方
CN102952309A (zh) * 2012-12-12 2013-03-06 中国科学院长春应用化学研究所 改性短切碳纤维增强聚烯烃复合材料及其制备方法
CN102952309B (zh) * 2012-12-12 2014-11-26 中国科学院长春应用化学研究所 改性短切碳纤维增强聚烯烃复合材料及其制备方法
CN106479011A (zh) * 2015-08-25 2017-03-08 储照良 一种pe复合材料
CN106397812A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 芜湖德鑫汽车部件有限公司 汽车空调抑菌过滤板及其制备方法
CN107602971A (zh) * 2017-08-22 2018-01-19 安徽悦尔伟塑料机械有限公司 高强度塑料机械手及其制备方法
CN107434872A (zh) * 2017-08-26 2017-12-05 安徽胜利精密制造科技有限公司 一种电脑外壳韧性剂
WO2019069141A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 National Industrialization Company (Tasnee) ELECTRICALLY CONDUCTIVE POLYPROPYLENE AND POLYETHYLENE COMPOSITE MATERIALS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN113234268A (zh) * 2021-03-17 2021-08-10 浙江晟祺实业有限公司 一种复合增强高密度聚乙烯材料及其制备方法
CN113373692A (zh) * 2021-05-21 2021-09-10 北京化工大学 等离子体改性碳纤维及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102241849A (zh) 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料
Zhou et al. A new method to prepare rubber toughened epoxy with high modulus and high impact strength
CN101367991B (zh) 一种聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金的制备方法
CN102040938B (zh) 纳米粒子改性氰酸酯胶粘剂及其制备方法
CN101633762B (zh) 一种热塑性增强的复合材料
CN103013060A (zh) 一种聚乙烯增韧热塑性聚酯复合材料及其制备方法
CN102719092B (zh) 一种复合增强尼龙组合物及其制备方法
CN112852157A (zh) 一种具有良好环氧粘结力的导电pps复合材料及其制备方法
CN106750782A (zh) 一种聚烯烃增强复合材料及其制备方法
CN106397942A (zh) 一种聚乙烯树脂材料增强专用玄武岩纤维及其制备方法
CN106883542A (zh) 一种超高冲击耐热抗静电再生hips改性材料及其制备方法
CN106188842A (zh) 聚丙烯/竹颗粒/超微竹炭复合材料的制备方法
CN104277433B (zh) 一种高性能热塑性聚酯复合材料及其制备方法
Muthu et al. The effects of carbon nanofiber on the mechanical properties of glass/coir fiber reinforced polyester hybrid composites
CN102850745A (zh) 玻纤增强聚碳酸酯复合材料
CN103849111A (zh) 一种高强玄武岩纤维增强abs复合材料及其制备方法
CN107652548A (zh) 一种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法
Tan et al. Crystallization and mechanical properties of carbon nanotube/continuous carbon fiber/metallocene polypropylene composites
CN111087697A (zh) 一种良胶粘性长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN107118580A (zh) 一种玄武岩纤维增强的木塑复合材料的制备方法
CN106810736A (zh) 一种玄武岩纤维增强改性聚烯烃双平壁中空缠绕排水管
CN102432947A (zh) 一种复合纤维增强聚丙烯材料及其制备方法
Fang et al. Research on processing technology product design and the application of nano-wood-plastic composite materials
CN205364741U (zh) 一种连续纤维增强板材
Bakar et al. Mechanical properties of epoxy resin modified with polycarbonate and reactive polybutadiene

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111116