CN103923434A - 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 - Google Patents
碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103923434A CN103923434A CN201410164411.4A CN201410164411A CN103923434A CN 103923434 A CN103923434 A CN 103923434A CN 201410164411 A CN201410164411 A CN 201410164411A CN 103923434 A CN103923434 A CN 103923434A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon fiber
- preparation
- phenolic moulding
- mineral filler
- coupling agent
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
- B29B7/7461—Combinations of dissimilar mixers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
- B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
- B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/9258—Velocity
- B29C2948/9259—Angular velocity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92609—Dimensions
- B29C2948/92638—Length
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92504—Controlled parameter
- B29C2948/92704—Temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法。制备该酚醛模塑料的原料主要有线型酚醛树脂、六次甲基四胺、无机填料和碳纤维,该酚醛模塑料的制备方法包括以下步骤:1)称取各原料,备用;2)取无机填料与偶联剂置于球磨机或球磨罐中球磨均匀,所述偶联剂的用量为无机填料用量的0.5~10wt%,所述的无机填料为选自氢氧化铝、硅微粉、方解石、滑石、碳酸钙、玻璃微珠、高岭土和陶土粉末中的一种或两种以上的组合;3)取六次甲基四胺粉碎,然后与经过表面处理的无机填料及其它原料混合均匀;4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出;5)挤出料冷却后粉碎,即得。由该方法制得的酚醛模塑料力学性能更高、吸水性更低。
Description
技术领域
本发明涉及酚醛模塑料,具体涉及一种碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法。
背景技术
酚醛模塑料是以酚醛树脂为基材,并结合其它填充料为主要原料制备的复合材料,它具有价格低廉、耐热、制品尺寸稳定、电绝缘性好、力学性能较高等优异的综合性能,广泛应用于电子、电器、汽车等行业[2]。随着经济的不断发展,高性能材料的需求不断提高,对酚醛模塑料的性能要求也越来越高,对该类材料的力学性能和耐热性等均提出了更高的要求。
现有技术中,大多在配方中配合加入增强材料以提高模塑料耐热性或力学性能,使其能在高温领域中得到更广泛的应用。如公开号为CN1493614的发明专利,公开了一种用于制造汽车、摩托车活塞的酚醛模塑料,该酚醛模塑料中,酚醛树脂用量为10~40%,无机填料用量为15~50%,增强材料用量为20~55%,固化剂用量为2~10%,增塑剂用量为1~8%,固化促进剂用量为1~10%,着色剂用量为0~10%,其中所述的增强材料可以是玻璃纤维、尼龙纤维、碳纤维、聚酯纤维等中的一种或几种的混合。由该方案制得的模塑料热变形温度高、高温热失重率低,但其力学性能仅有缺口冲击强度的描述,在3.0~3.5kJ/m2的范围内,没有其它力学性能(如弯曲强度等)以及吸水性等的描述。另外,公开号为CN103160088A的发明专利公开了一种以碳纤维作为增强材料的不饱和聚酯模塑料,在碳纤维的长径比达到500以上时,所得模塑料的弯曲强度大于92MPa,冲击强度(无缺口)大于33kJ/m2。虽然不饱和聚酯模塑料和酚醛模塑料同属于热固性模塑料,但是,不饱和聚酯模塑料是以不饱和聚酯树脂为基材并结合其它填充料为主要原料制备的复合材料,而酚醛模塑料则是以酚醛树脂为基材并结合其它填充料为主要原料制备所得,两者所选用的基材并不相同,因而性能不具可比性;此外,从上述发明中也难以得知所得不饱和聚酯模塑料的吸水性如何。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新的可通过注射成型的碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法,由该方法制得的酚醛模塑料力学性能更高、吸水性更低。
本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料的制备方法,其中用来制备该碳纤维增强注射型酚醛模塑料的原料主要有线型酚醛树脂、六次甲基四胺、无机填料和碳纤维,该碳纤维增强注射型酚醛模塑料的制备方法具体包括以下步骤:
1)称取各原料,备用;
2)取无机填料用偶联剂进行表面处理,具体是将偶联剂和无机填料置于球磨机或球磨罐中球磨均匀,所述偶联剂的用量为无机填料用量的0.5~10wt%,所述的无机填料为选自氢氧化铝、硅微粉、方解石、滑石、碳酸钙、玻璃微珠、高岭土和陶土粉末中的一种或两种以上的组合;
3)取六次甲基四胺粉碎,然后与经过表面处理的无机填料及其它原料混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出;
5)挤出料冷却后粉碎,即得。
本发明所述方法先将无机填料用特定用量的偶联剂进行球磨改性处理,有效提高了亲水性的无机填料和亲油性的酚醛树脂基体间的界面相容性,使无机填料在与酚醛树脂基体和其它原料混合时,无机填料与基体及其它原料之间的粘结力得到明显增强,从而使塑料在能够注射成型的同时,还能使塑料的力学性能如冲击强度、弯曲强度等得到大幅提升,吸水性得到大幅降低。
上述制备方法中,用来制备所述碳纤维增强注射型酚醛模塑料的原料通常还包括促进剂和润滑剂,进一步还可包括染料。制备所述碳纤维增强注射型酚醛模塑料的各原料之间的配比可以与现有以碳纤维作为增强材料并且采用注射成型的酚醛模塑料的常规原料配比相同,优选的各原料的重量配比为:
线型酚醛树脂100;
六次甲基四胺10~20;
无机填料20~90;
长度为1~10mm的碳纤维25~65;
促进剂0.5~8;
润滑剂1~8;
染料0~10。
各原料的重量配比进一步优选为:
线型酚醛树脂100;
六次甲基四胺13~18;
无机填料30~80;
长度为1~10mm的碳纤维35~55;
促进剂1~5;
润滑剂2~5;
染料0~6。
上述原料中的促进剂可以是选自氢氧化镁、氢氧化钙、氧化镁和氧化钙中的一种或两种以上的组合。当促进剂的选择为上述两种或两种以上的组合时,它们之间的配比可以为任意配比。
上述原料中的润滑剂可以是选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂酸甘油酯中的一种或两种以上的组合。当润滑剂的选择为上述两种或两种以上的组合时,它们之间的配比可以为任意配比。
上述原料中的染料可以是选自油溶黑、酞菁蓝、酞菁绿和铁红中的一种或两种以上的组合。当染料的选择为上述两种或两种以上的组合时,它们之间的配比可以为任意配比。
上述原料中所述的碳纤维优选为长度为2~6mm的碳纤维。
上述制备方法的步骤2)中,优选是控制球磨机或球磨罐的转速10~60rpm,球磨时间为10~120min,以使最终成型的产品能够获得更好的力学性能和吸水性。
上述制备方法的步骤2)中,所述的偶联剂可以是硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂,所述偶联剂的用量优选为无机填料用量的3~8wt%,进一步优选为无机填料用量的4~6wt%。
上述制备方法的步骤2)中,所述的无机填料优选是选自硅微粉、方解石、滑石、碳酸钙和玻璃微珠中的一种或两种以上的组合,进一步优选为方解石、碳酸钙和玻璃微珠中的一种或两种以上的组合。当无机填料的选择为上述两种或两种以上的组合时,它们之间的配比可以为任意配比。
上述制备方法的步骤3)中,通常将六次甲基四胺粉碎至不低于80目。
上述制备方法的步骤4)中,在用双螺杆挤出机进行挤出时,通常设置双螺杆挤出机的料筒温度为75~100℃,螺杆转数为70~90rpm。
上述制备方法的步骤5)中,挤出料冷却后粉碎至直径为1~6mm的规则或不规则的粉粒状。
本发明还包括由上述方法制得的碳纤维增强注射型酚醛模塑料,该模塑料的简支梁无缺口冲击强度在10.0kJ/m2以上,简支梁缺口冲击强度在2.9kJ/m2以上,弯曲强度在110Mpa以上。
上述方法制得的模塑料用热固性注射机注射成型时的工艺如下:模具温度为150~190℃,料筒温度为80~100℃,注射压力为60~100MPa,固化时间为10~20s/mm。
与现有技术相比,本发明所述方法通过用特定用量的偶联剂对无机填料进行球磨处理,一方面,使偶联剂分子均匀包裹在无机填料表面,降低了填料间发生团聚的可能性,改善了填料的分散性,使无机填料在与酚醛树脂基体和其它原料混合时,无机填料与基体及其它原料之间的粘结力得到明显增强,从而使塑料在能够注射成型的同时,还能使塑料的力学性能如冲击强度、弯曲强度等得到大幅提升;另一方面,偶联剂的亲水基团与填料表面的羟基相互作用形成氢键,降低了填料表面羟基的含量,从而制约了固化成型时羟基与空气中水分相互作用的机率;另外,经偶联剂表面处理的填料在后序混合步骤中,有效提高了填料与树脂之间的界面相容性,填料与树脂紧密结合在一起,降低了填料的表面积,使能与水相互作用的游离羟基减少,再者,偶联剂本身也在填料表面形成憎水涂层,能有效减缓塑料的吸水速率,因此,所得塑料的吸水性得到大幅降低。
具体实施方式
下面以实施例对本发明进行进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
以下各实施例中所用的双螺杆挤出机为热固性同向双螺杆挤出机。
以下各实施例中所述的份数均为重量份。
实施例1
1)称取以下各组分备用:线型酚醛树脂(即热塑性酚醛树脂,下同)100份、六次甲基四胺10份、400~600目的硅微粉80份、长度为2~5mm的碳纤维25份、氢氧化镁3份、硬脂酸钙1份;
2)取硅微粉以及相当于其用量0.5%的钛酸酯偶联剂置于球磨罐中进行球磨,控制球磨罐的转速10rpm,球磨时间为10min;
3)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与经过表面处理的硅微粉及其它组分混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出,所述双螺杆挤出机的料筒温度为75~90℃,螺杆转数为80rpm;
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为1~6mm的不规则粉粒状,即得本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例1-1
1)同实施例1的步骤1);
2)取碳纤维用相当于其用量0.5%的钛酸酯偶联剂进行常规表面处理;
3)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与经过表面处理的碳纤维及其它组分混合均匀;
4)同实施例1的步骤4);
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为1~6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例1-2
1)同实施例1的步骤1);
2)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与其它组分混合均匀;
3)同实施例1的步骤4);
4)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为1~6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
实施例2
1)称取以下各组分备用:线型酚醛树脂100份、六次甲基四胺15份、600~800目的方解石50份、长度为1~10mm的碳纤维45份、氢氧化镁5份、硬脂酸锌2份、铁红5份;
2)取方解石以及相当于其用量6%的铝酸酯偶联剂置于球磨罐中进行球磨,控制球磨罐的转速50rpm,球磨时间为80min;
3)取六次甲基四胺粉碎至100目,然后与经过表面处理的方解石及其它组分混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出,所述双螺杆挤出机的料筒温度为90~100℃,螺杆转数为90rpm;
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2~5mm的不规则粉粒状,即得本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例2-1
1)同实施例2的步骤1);
2)取碳纤维用相当于其用量6%的铝酸酯偶联剂进行常规表面处理;
3)取六次甲基四胺粉碎至100目,然后与经过表面处理的碳纤维及其它组分混合均匀;
4)同实施例2的步骤4);
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2~5mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例2-2
1)同实施例2的步骤1);
2)取六次甲基四胺粉碎至100目,然后与其它组分混合均匀;
3)同实施例2的步骤4);
4)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2~5mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
实施例3
1)按重量百分比称取以下各组分备用:线型酚醛树脂100份、六次甲基四胺20份、100~300目的碳酸钙30份、长度为5~10mm的碳纤维55份、氧化钙1份、硬脂酸锌5份;
2)取碳酸钙以及相当于其用量3%的硅烷偶联剂置于球磨罐中进行球磨,控制球磨罐的转速30rpm,球磨时间为60min;
3)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与经过表面处理的碳酸钙及其它组分混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出,所述双螺杆挤出机的料筒温度为75~85℃,螺杆转数为90rpm;
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为4~6mm的不规则粉粒状,即得本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例3-1
1)同实施例3的步骤1);
2)取碳纤维用相当于其用量3%的硅烷偶联剂进行常规表面处理;
3)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与经过表面处理的碳纤维及其它组分混合均匀;
4)同实施例3的步骤4);
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为4~6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例3-2
1)同实施例3的步骤1);
2)取六次甲基四胺粉碎至80目,然后与它组分混合均匀;
3)同实施例3的步骤4);
4)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为4~6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
实施例4
1)按重量百分比称取以下各组分备用:线型酚醛树脂100份、六次甲基四胺18份、600~800目的玻璃微珠20份、长度为1~6mm的碳纤维35份、氧化镁8份、硬脂酸0.5份;
2)取玻璃微珠以及相当于其用量10%的铝酸酯偶联剂置于球磨罐中进行球磨,控制球磨罐的转速60rpm,球磨时间为100min;
3)取六次甲基四胺粉碎至120目,然后与经过表面处理的玻璃微珠及其它组分混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出,所述双螺杆挤出机的料筒温度为75~80℃,螺杆转数为85rpm;
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为6mm的不规则粉粒状,即得本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例4-1
1)同实施例4的步骤1);
2)取碳纤维用相当于其用量10%的铝酸酯偶联剂进行常规表面处理;
3)取六次甲基四胺粉碎至120目,然后与经过表面处理的碳纤维及其它组分混合均匀;
4)同实施例4的步骤4);
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例4-2
1)同实施例4的步骤1);
2)取六次甲基四胺粉碎至120目,然后与其它组分混合均匀;
3)同实施例4的步骤4);
4)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为6mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
实施例5
1)按重量百分比称取以下各组分备用:线型酚醛树脂100份、六次甲基四胺16份、200~400目的陶土粉末90份、长度为5~8mm的碳纤维65份、氢氧化钙0.5份、乙撑硬脂酰胺8份、油溶黑8份;
2)取陶土粉末以及相当于其用量8%的硅烷偶联剂置于球磨罐中进行球磨,控制球磨罐的转速20rpm,球磨时间为120min;
3)取六次甲基四胺粉碎至160目,然后与经过表面处理的陶土粉末及其它组分混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出,所述双螺杆挤出机的料筒温度为80~95℃,螺杆转数为75rpm;
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2mm的不规则粉粒状,即得本发明所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例5-1
1)同实施例5的步骤1);
2)取碳纤维用相当于其用量8%的硅烷偶联剂进行常规表面处理;
3)取六次甲基四胺粉碎至160目,然后与经过表面处理的碳纤维及其它组分混合均匀;
4)同实施例5的步骤4);
5)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
对比例5-2
1)同实施例5的步骤1);
2)取六次甲基四胺粉碎至160目,然后与其它组分混合均匀;
3)同实施例5的步骤4);
4)挤出料冷却至常温后粉碎至直径为2mm的不规则粉粒状,得到对比的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
分别将上述实施例1~5、对比例1-1~对比例5-1、以及对比例1-2~对比列5-2所制得的酚醛模塑料分别用热固性注射机按以下工艺注射成型:模具温度为170℃,料筒温度为90℃,注射压力为60MPa,固化时间为20s/mm。所得的模塑料与德国PF51酚醛模塑料进行机械电气性能对比,结果如下表1、表2和表3所示:
表1:
表2:
表3:
以上冲击强度根据GB/T1043测得;
弯曲强度根据GB/T9341测得;
负荷变形温度更根据GB/T1634,压力为8.00MPa下测得。
由上述表1、表2和表3可知,通过本发明所述工艺制得的酚醛模塑料具有与国外先进同类材料相近的机械电气性能,其中的冲击强度、电气强度和负荷变形温度更是明显优于德国PF51材料;此外,本发明所述工艺制得的酚醛模塑料是三种工艺(本发明所述的工艺、对碳纤维表面处理工艺、不对任何原料进行表面处理直接混合的工艺)中,冲击强度、弯曲强度和吸水性性能最好的;由本发明所述工艺制得的酚醛模塑料与对碳纤维表面处理工艺制得的模塑料相比,在基本保持其它性能不变的条件下,具有更高的无缺口冲击强度和弯曲强度(无缺口冲击强度至少提高了18.6%,弯曲强度至少提高了21.4%),且吸水性更低(吸水性至少降低了19.3%)。
Claims (10)
1.碳纤维增强注射型酚醛模塑料的制备方法,其特征在于:制备该碳纤维增强注射型酚醛模塑料的原料主要有线型酚醛树脂、六次甲基四胺、无机填料和碳纤维,所述碳纤维增强注射型酚醛模塑料的制备方法包括以下步骤:
1)称取各原料,备用;
2)取无机填料用偶联剂进行表面处理,具体是将偶联剂和无机填料置于球磨机或球磨罐中球磨均匀,所述偶联剂的用量为无机填料用量的0.5~10wt%,所述的无机填料为选自氢氧化铝、硅微粉、方解石、滑石、碳酸钙、玻璃微珠、高岭土和陶土粉末中的一种或两种以上的组合;
3)取六次甲基四胺粉碎,然后与经过表面处理的无机填料及其它原料混合均匀;
4)将混合好的物料投入双螺杆挤出机挤出;
5)挤出料冷却后粉碎,即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述球磨机或球磨罐的转速10~60rpm,球磨时间为10~120min。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)中,所述偶联剂的用量为无机填料用量的4~6wt%。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述双螺杆挤出机的料筒温度为75~100℃,螺杆转数为70~90rpm。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制备方法,其特征在于:制备所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料的原料还包括促进剂、润滑剂和染料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于:制备所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料的原料的重量配比为:
线型酚醛树脂100;
六次甲基四胺10~20;
无机填料20~90;
长度为1~10mm的碳纤维25~65;
促进剂0.5~8;
润滑剂1~8;
染料0~10。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:制备所述的碳纤维增强注射型酚醛模塑料的各原料的重量配比为:
线型酚醛树脂100;
六次甲基四胺13~18;
无机填料30~80;
长度为1~10mm的碳纤维35~55;
促进剂1~5;
润滑剂2~5;
染料0~6。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述的促进剂为选自氢氧化镁、氢氧化钙、氧化镁和氧化钙中的一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述的润滑剂为选自硬脂酸钙、硬脂酸锌、乙撑硬脂酰胺、硬脂酸和硬脂酸甘油酯中的一种或两种以上的组合。
10.权利要求1~9中任一项所述方法制备得到的碳纤维增强注射型酚醛模塑料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410164411.4A CN103923434B (zh) | 2014-04-20 | 2014-04-20 | 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410164411.4A CN103923434B (zh) | 2014-04-20 | 2014-04-20 | 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103923434A true CN103923434A (zh) | 2014-07-16 |
CN103923434B CN103923434B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=51141843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410164411.4A Active CN103923434B (zh) | 2014-04-20 | 2014-04-20 | 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103923434B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104262897A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-07 | 荣成炭谷有限公司 | 一种新型枪托、弹仓的制造方法 |
CN105237945A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-01-13 | 荣成复合材料有限公司 | 一种汽车发电装置 |
CN105367992A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-02 | 合肥仲农生物科技有限公司 | 一种耐热耐腐蚀纤维复合材料 |
CN105754056A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-13 | 沙县宏盛塑料有限公司 | 一种碳纤维改性酚醛树脂及酚醛模塑料的制备方法 |
CN105754058A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-13 | 沙县宏盛塑料有限公司 | 木质素与硼双重改性的酚醛树脂及酚醛模塑料的制备方法 |
CN105860424A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-17 | 宁波安力电子材料有限公司 | 一种规则粒状酚醛模塑料及其制备方法 |
CN105924892A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 禹州市远大塑料电器有限责任公司 | 一种无玻璃纤维的增强酚醛模塑料 |
CN107793697A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-13 | 苏州甫众塑胶有限公司 | 纤维增强基塑料弹簧及其制备方法 |
CN109233193A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-18 | 安徽实力环保科技有限公司 | 一种用碳纤维-玻璃纤维增强玻璃钢制品用酚醛塑料的制备方法 |
CN109486098A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-19 | 开化瑞达塑胶科技有限公司 | 一种耐热高强度酚醛模塑料 |
CN116239821A (zh) * | 2021-12-07 | 2023-06-09 | 安徽进化硅纳米材料科技有限公司 | 橡胶填料及其制备方法和橡胶材料 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1493614A (zh) * | 2002-10-30 | 2004-05-05 | 上海欧亚合成材料科技有限公司 | 活塞用酚醛模塑料 |
CN101081922A (zh) * | 2006-06-03 | 2007-12-05 | 刘洪来 | 一种酚醛模塑料及其制备工艺 |
CN102417692A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-04-18 | 桂林电器科学研究院 | 棉纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-04-20 CN CN201410164411.4A patent/CN103923434B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1493614A (zh) * | 2002-10-30 | 2004-05-05 | 上海欧亚合成材料科技有限公司 | 活塞用酚醛模塑料 |
CN101081922A (zh) * | 2006-06-03 | 2007-12-05 | 刘洪来 | 一种酚醛模塑料及其制备工艺 |
CN102417692A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-04-18 | 桂林电器科学研究院 | 棉纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
唐轶雯: "无氨酚醛模塑料的研制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
雷克林等: "纳米碳酸钙的表面改性研究", 《化学研究与应用》 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104262897A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-07 | 荣成炭谷有限公司 | 一种新型枪托、弹仓的制造方法 |
CN104262897B (zh) * | 2014-09-18 | 2016-07-06 | 荣成炭谷有限公司 | 一种枪托、弹仓的制造方法 |
CN105237945A (zh) * | 2015-09-23 | 2016-01-13 | 荣成复合材料有限公司 | 一种汽车发电装置 |
CN105367992A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-03-02 | 合肥仲农生物科技有限公司 | 一种耐热耐腐蚀纤维复合材料 |
CN105754056B (zh) * | 2016-03-04 | 2018-04-20 | 沙县宏盛塑料有限公司 | 一种碳纤维改性酚醛树脂及酚醛模塑料的制备方法 |
CN105754058A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-13 | 沙县宏盛塑料有限公司 | 木质素与硼双重改性的酚醛树脂及酚醛模塑料的制备方法 |
CN105754056A (zh) * | 2016-03-04 | 2016-07-13 | 沙县宏盛塑料有限公司 | 一种碳纤维改性酚醛树脂及酚醛模塑料的制备方法 |
CN105860424A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-17 | 宁波安力电子材料有限公司 | 一种规则粒状酚醛模塑料及其制备方法 |
CN105924892A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-09-07 | 禹州市远大塑料电器有限责任公司 | 一种无玻璃纤维的增强酚醛模塑料 |
CN107793697A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-13 | 苏州甫众塑胶有限公司 | 纤维增强基塑料弹簧及其制备方法 |
CN109233193A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-18 | 安徽实力环保科技有限公司 | 一种用碳纤维-玻璃纤维增强玻璃钢制品用酚醛塑料的制备方法 |
CN109486098A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-19 | 开化瑞达塑胶科技有限公司 | 一种耐热高强度酚醛模塑料 |
CN116239821A (zh) * | 2021-12-07 | 2023-06-09 | 安徽进化硅纳米材料科技有限公司 | 橡胶填料及其制备方法和橡胶材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103923434B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103923434A (zh) | 碳纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN102417692B (zh) | 棉纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN105860424B (zh) | 一种规则粒状酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN1962740B (zh) | 6000目无机粉体填充改性pe母粒及其制备方法 | |
CN100556952C (zh) | Pvc/微纳粉体复合材料及其制备方法 | |
CN103772973B (zh) | 一种高耐磨氮化硅/尼龙6纳米复合材料及其制备方法 | |
CN102321363A (zh) | 一种仿陶瓷塑胶复合材料及其制备方法 | |
CN101698728B (zh) | 光亮型可注塑木塑复合材料及制备方法 | |
CN106543558B (zh) | 一种聚丙烯填充母粒及其制备方法 | |
CN106751804A (zh) | 一种由回收废旧地毯pa66材料所制备的高性能复合材料及其制备方法 | |
CN102558643A (zh) | 无机粉体粉体填充改性pe母粒及其制备方法 | |
CN103937150B (zh) | 麻纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN102504490A (zh) | 一种可注射成型的电工环氧模塑料及其制备方法 | |
CN109721958A (zh) | 一种高性能pet工程塑料及其制备方法 | |
CN108219450A (zh) | 一种高强度、高模量、低收缩电镀尼龙材料及其制备方法 | |
CN103333470A (zh) | 一种导热涤纶树脂材料及其制备方法 | |
CN102532744A (zh) | Pvc/6000目重质碳酸钙抗静电电缆挂钩专用料及其制备技术 | |
CN109912926A (zh) | 一种用于汽车部件成型的酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN1152918C (zh) | 用于搪塑成型的搪塑粉末及其制备方法 | |
CN103980656B (zh) | 聚酯纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN103910972B (zh) | 尼龙纤维增强注射型酚醛模塑料及其制备方法 | |
CN104845020A (zh) | 一种abs/贝壳粉复合材料及其制备方法 | |
CN103937151B (zh) | 棉纤维增强注射型酚醛模塑料的制备方法 | |
CN101735509B (zh) | 微-纳米碳化硅/聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN115232385A (zh) | 一种高填充屏蔽材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |