CN104672776A - 一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104672776A CN104672776A CN201510062955.4A CN201510062955A CN104672776A CN 104672776 A CN104672776 A CN 104672776A CN 201510062955 A CN201510062955 A CN 201510062955A CN 104672776 A CN104672776 A CN 104672776A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- preparation
- fibre reinforced
- parts
- added
- 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
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚甲醛90-100、碳纤维10-30、双氰胺2-4、硬脂酸0.4-0.8、双十四碳醇酯0.3-0.5、玻璃纤维5-8、硅烷偶联剂KH-5500.3-0.6、氧化石墨烯2-4、纳米二氧化硅2-3；本发明添加的碳纤维预热处理后在聚甲醛中分散均匀，提高了材料的综合性能，添加的玻璃纤维大大提高了聚甲醛的机械强度，耐用，不易开裂，本发明的所述塑料以及制备方法具有良好的工业化应用前景和市场价值，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，属于塑料生产技术领域。
背景技术
聚甲醛作为工程塑料之一，是一种高密度、高结晶的线性聚合物，具有较高的强度和模量，良好的耐磨损、耐化学侵蚀、耐蠕变、耐疲劳性能，以及制品尺寸稳定性好等特点，是代替铜、锌、铝及合金制品的较理想材料，被广泛应用于汽车制造、电子电气、机械、化工等领域。我国现有的聚甲醛产品大多为通用型，为了提高产品在航空航天领域的使用，必须要向高端改性聚甲醛转移，一般采用复合材料的形式进行改性，这种改性材料必须具有突出的综合性能，才能用于制备要求具有高强、高模、热稳定性能好、尺寸稳定、精度高等性能的机械零件及结构部件。
现有许多研究多采用玻璃纤维增强聚甲醛制备聚甲醛复合材料，而以碳纤维作为增强体，制备高强度、高模量、高耐热等聚甲醛复合材料的研究少有报道。碳纤维作为一种新型碳材料，具有拉伸强度大、模量高、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀、自润滑性、密度低、耐高温、耐低温、线膨胀系数小、导电、导热等优良的性能。碳纤维作为增强体，可以大大提高材料的力学性能，改善热稳定性、摩擦性能、提高刚性、有助于减少成型收缩率、保证尺寸精度。聚甲醛在加工后期制品易发生开裂、变形等问题，大大影响制品合格率，浪费资源，增加成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，由下列重量份的原料制成：聚甲醛90-100、碳纤维10-30、双氰胺2-4、硬脂酸0.4-0.8、双十四碳醇酯0.3-0.5、玻璃纤维5-8、硅烷偶联剂KH-5500.3-0.6、氧化石墨烯2-4、纳米二氧化硅2-3；.
本发明所述一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将聚甲醛、硬脂酸和双十四碳醇酯混合加到高速搅拌机中搅拌均匀，并在真空干燥箱中于70-80°C下干燥2-3h备用；
（2）将纳米二氧化硅在400-450°C下真空烧结2-3小时后备用，将氧化石墨烯加到无水乙醇中，于90W下超声5-10分钟，再加入玻璃纤维继续分散20-30分钟，过滤，沉淀用蒸馏水冲洗后烘干，并和硅烷偶联剂KH-550、备用的纳米二氧化硅混合研磨均匀，再将碳纤维进行短切、预热处理后和上述的混合物混合搅拌均匀备用；
（3）将步骤（1）的聚甲醛混料和其余剩余物质加到双螺杆挤出机的主喂料槽，再将步骤（2）的混合物在自然排气口加入，设定工艺参数进行挤出、拉条、冷却、造粒，然后于真空干燥箱内70-80°C干燥2-3小时；
（4）将步骤（3）得到的碳纤维增强聚甲醛复合材料加热到150-180°C，迅速冷却后再加到注塑机中，注塑温度为180-190°C，注塑压力为50-60MPa，注射速度为55-60mm/s，保温时间为15-20s，模具温度为70-80°C，即可得到各种形状的部件。
本发明所述挤出的工艺参数是：挤出机机筒温度为170-190°C，螺杆转速为50-120r/min。
本发明的优点是：本发明添加的碳纤维预热处理后在聚甲醛中分散均匀，提高了材料的综合性能，添加的玻璃纤维大大提高了聚甲醛的机械强度，耐用，不易开裂，本发明的所述塑料以及制备方法具有良好的工业化应用前景和市场价值，值得推广。
具体实施方案
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，由下列重量份（公斤）的原料制成：聚甲醛100、碳纤维26、双氰胺4、硬脂酸0.5、双十四碳醇酯0.4、玻璃纤维7、硅烷偶联剂KH-5500.5、氧化石墨烯4、纳米二氧化硅3；
本发明所述一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，由以下具体步骤制成：
（1）将聚甲醛、硬脂酸和双十四碳醇酯混合加到高速搅拌机中搅拌均匀，并在真空干燥箱中于80°C下干燥3h备用；
（2）将纳米二氧化硅在430°C下真空烧结3小时后备用，将氧化石墨烯加到无水乙醇中，于90W下超声8分钟，再加入玻璃纤维继续分散30分钟，过滤，沉淀用蒸馏水冲洗后烘干，并和硅烷偶联剂KH-550、备用的纳米二氧化硅混合研磨均匀，再将碳纤维进行短切、预热处理后和上述的混合物混合搅拌均匀备用；
（3）将步骤（1）的聚甲醛混料和其余剩余物质加到双螺杆挤出机的主喂料槽，再将步骤（2）的混合物在自然排气口加入，设定工艺参数进行挤出、拉条、冷却、造粒，然后于真空干燥箱内80°C干燥3小时；
（4）将步骤（3）得到的碳纤维增强聚甲醛复合材料加热到180°C，迅速冷却后再加到注塑机中，注塑温度为190°C，注塑压力为60MPa，注射速度为60mm/s，保温时间为20s，模具温度为80°C，即可得到各种形状的部件。
本发明所述挤出的工艺参数是：挤出机机筒温度为190°C，螺杆转速为70r/min。
实施例中炭纤维增强聚甲醛塑料的性能参数如下：
弹性模量（GPa）：18.7；
弯曲模量（GPa）：14.6；
拉伸强度（MPa）：141；
弯曲强度（MPa）：179；
断裂伸长率（%）：0.78；
缺口冲击强度（kJ/m-2）：16.3。
Claims (3)
1.一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，由下列重量份的原料制成：聚甲醛90-100、碳纤维10-30、双氰胺2-4、硬脂酸0.4-0.8、双十四碳醇酯0.3-0.5、玻璃纤维5-8、硅烷偶联剂KH-5500.3-0.6、氧化石墨烯2-4、纳米二氧化硅2-3。
2.根据权利要求1所述一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将聚甲醛、硬脂酸和双十四碳醇酯混合加到高速搅拌机中搅拌均匀，并在真空干燥箱中于70-80°C下干燥2-3h备用；
（2）将纳米二氧化硅在400-450°C下真空烧结2-3小时后备用，将氧化石墨烯加到无水乙醇中，于90W下超声5-10分钟，再加入玻璃纤维继续分散20-30分钟，过滤，沉淀用蒸馏水冲洗后烘干，并和硅烷偶联剂KH-550、备用的纳米二氧化硅混合研磨均匀，再将碳纤维进行短切、预热处理后和上述的混合物混合搅拌均匀备用；
（3）将步骤（1）的聚甲醛混料和其余剩余物质加到双螺杆挤出机的主喂料槽，再将步骤（2）的混合物在自然排气口加入，设定工艺参数进行挤出、拉条、冷却、造粒，然后于真空干燥箱内70-80°C干燥2-3小时；
（4）将步骤（3）得到的碳纤维增强聚甲醛复合材料加热到150-180°C，迅速冷却后再加到注塑机中，注塑温度为180-190°C，注塑压力为50-60MPa，注射速度为55-60mm/s，保温时间为15-20s，模具温度为70-80°C，即可得到各种形状的部件。
3.根据权利要求2所述的一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法，其特征在于，挤出的工艺参数是：挤出机机筒温度为170-190°C，螺杆转速为50-120r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510062955.4A CN104672776A (zh) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | 一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510062955.4A CN104672776A (zh) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | 一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104672776A true CN104672776A (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=53308393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510062955.4A Pending CN104672776A (zh) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | 一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104672776A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105778502A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种氧化石墨烯处理混杂短切纤维增强聚醚砜复合材料的制备方法 |
| CN114410059A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-04-29 | 山东鲁化森萱新材料有限公司 | 一种高增强聚甲醛及其制备方法 |
| CN115850905A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-03-28 | 重庆云天化天聚新材料有限公司 | 一种碳纤维增强的导电型聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102942764A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 开滦能源化工股份有限公司 | 高含量纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
| CN103497484A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-08 | 开滦能源化工股份有限公司 | 高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料及其制备方法 |
-
2015
- 2015-02-06 CN CN201510062955.4A patent/CN104672776A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102942764A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-27 | 开滦能源化工股份有限公司 | 高含量纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
| CN103497484A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-08 | 开滦能源化工股份有限公司 | 高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马小丰等: "碳纤维增强聚甲醛复合材料的制备及性能研究", 《工程塑料应用》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105778502A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-07-20 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种氧化石墨烯处理混杂短切纤维增强聚醚砜复合材料的制备方法 |
| CN114410059A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-04-29 | 山东鲁化森萱新材料有限公司 | 一种高增强聚甲醛及其制备方法 |
| CN115850905A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-03-28 | 重庆云天化天聚新材料有限公司 | 一种碳纤维增强的导电型聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102816384B (zh) | 一种浅缩痕低翘曲的玻纤增强聚丙烯材料及其制法与应用 | |
| CN104672770A (zh) | 一种耐热型碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104672768A (zh) | 一种耐磨性好的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN109456563B (zh) | 一种uhmwpe合金增容增韧改性聚丙烯波纹管专用料及其制备方法 | |
| CN1966564A (zh) | 增强增韧抗老化聚丙烯/纳米碳酸钙复合材料及其制备方法 | |
| CN105694223A (zh) | 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN102838782B (zh) | 一种替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法 | |
| CN102337014A (zh) | 一种线膨胀系数可控的树脂基复合材料及其制备方法 | |
| CN101376728A (zh) | 一种增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN104672767A (zh) | 一种流动性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104672776A (zh) | 一种机械强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN106566176A (zh) | 聚酯作为流动促进剂在提高增强abs组合物光泽度的用途 | |
| CN104672765A (zh) | 一种耐低温性好的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN103289194A (zh) | 玄武岩连续纤维增强聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN104650529A (zh) | 一种耐候性好的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104650528A (zh) | 一种综合性能优良的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104672763A (zh) | 一种疲劳强度高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104672772A (zh) | 一种导电优良的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104672771A (zh) | 一种降低摩擦系数的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104650530A (zh) | 一种导热性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN101481499A (zh) | 用于模具法制备齿轮的尼龙母料组合物 | |
| CN103087515B (zh) | 一种高含量玻纤增强尼龙6复合材料及其制备方法 | |
| CN108117744A (zh) | 一种用于增材制造的尼龙材料及其制备方法 | |
| CN104650531A (zh) | 一种耐腐蚀性高的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 | |
| CN104650532A (zh) | 一种韧性增强的碳纤维增强聚甲醛复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150603 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |