CN105885417A - 一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料及其制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：（1）将氮化硼用球磨机进行球磨；（2）按重量分别取聚碳酸酯10‑20份、聚醚酰亚胺树脂5‑15份、聚醚砜树脂15‑25份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5‑12份、聚四亚甲基醚二醇3‑7份、聚偏二氟乙烯3‑8份、碳纤维3‑6份、氮化硼2‑5份、铝酸酯偶联剂F‑1为2‑4份、钛酸四丁酯1‑4份，将上述的成分先进行预混合；（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压；（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。

Description

一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑胶材料领域，涉及一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料及其制备方法。
背景技术
塑胶主要由碳、氧、氢和氮及其他有机或无机元素所构成，成品为固体，在制造过程中是熔融状的液体，因此可以机加热使其熔化、加压力使其流动、冷却使其固化，而形成各种形状，此庞大而变化多端的材料族群称为塑胶。聚碳酸酯英文简称PC，它是第二大通用工程塑料品种。按具体组成不同，PC可分成脂肪族、脂环族、芳香族脂肪-芳香族三类，但在工程上具有实际应用价值的为芳香族PC，并以产量最大、用途最广的双酚A型PC为主。增强材料为玻璃纤维、碳纤维和硼纤维等，增强后可明显提高疲劳强度、拉伸强度、弯曲强度及压缩强度等；改善耐应力开裂性和耐热性；降低吸水性、线膨胀系数和成型收缩率。但冲击强度会有所下降。
发明内容
要解决的技术问题：塑胶材料在电气工程用设备中有较广泛的用途，例如在电气设备外壳、连接部位等，用于电气设备的工程塑料材料需要具备优良的拉伸强度、抗折强度和抗冲击强度等，本发明的目的是提高用于电气设备的塑胶材料的拉伸强度、抗折强度和抗冲击强度。
技术方案：针对上述问题，本发明公开了一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料，所述的塑胶材料包括下述重量份的成分：
聚碳酸酯 10-20份、
聚醚酰亚胺树脂 5-15份、
聚醚砜树脂 15-25份、
聚对苯二甲酸丙二醇酯 5-12份、
聚四亚甲基醚二醇 3-7份、
聚偏二氟乙烯 3-8份、
碳纤维 3-6份、
氮化硼 2-5份、
铝酸酯偶联剂F-1 2-4份、
钛酸四丁酯 1-4份。
优选的，所述的塑胶材料包括下述重量份的成分：
聚碳酸酯 12-18份、
聚醚酰亚胺树脂 7-12份、
聚醚砜树脂 17-22份、
聚对苯二甲酸丙二醇酯 6-10份、
聚四亚甲基醚二醇 4-6份、
聚偏二氟乙烯 4-7份、
碳纤维 4-5份、
氮化硼 3-4份、
铝酸酯偶联剂F-1 2-3份、
钛酸四丁酯 2-3份。
一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2-5h，球磨机中球料比为20:1-30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯10-20份、聚醚酰亚胺树脂5-15份、聚醚砜树脂15-25份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5-12份、聚四亚甲基醚二醇3-7份、聚偏二氟乙烯3-8份、碳纤维3-6份、氮化硼2-5份、铝酸酯偶联剂F-1为2-4份、钛酸四丁酯1-4份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
优选的，所述的步骤（1）中在球磨机中球磨3-4h，球磨机中球料比为25:1。
优选的，所述的步骤（3）中一区温度为165℃，二区温度为185℃，三区温度为200℃，四区温度为215℃。
优选的，所述的步骤（3）中双螺杆挤出机模头温度为155℃。
有益效果：本发明的高强度塑胶材料中加入的聚碳酸酯、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚四亚甲基醚二醇、聚偏二氟乙烯有效的改进了塑胶材料的综合强度，尤其是抗冲击强度、拉伸强度及抗折强度，其抗冲击强度等性能均优于普通的用于电气设备的塑胶材料的性能。
具体实施方式
实施例1
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2h，球磨机中球料比为30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯20份、聚醚酰亚胺树脂5份、聚醚砜树脂25份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5份、聚四亚甲基醚二醇7份、聚偏二氟乙烯8份、碳纤维3份、氮化硼5份、铝酸酯偶联剂F-1为4份、钛酸四丁酯1份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
实施例1的塑胶材料的抗冲击强度为403J/M，拉伸强度为32MPa，抗折强度为39MPa。
实施例2
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨5h，球磨机中球料比为20:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯10份、聚醚酰亚胺树脂15份、聚醚砜树脂15份、聚对苯二甲酸丙二醇酯12份、聚四亚甲基醚二醇3份、聚偏二氟乙烯3份、碳纤维6份、氮化硼2份、铝酸酯偶联剂F-1为2份、钛酸四丁酯4份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
实施例2的塑胶材料的抗冲击强度为413J/M，拉伸强度为31MPa，抗折强度为37MPa。
实施例3
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2h，球磨机中球料比为30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯12份、聚醚酰亚胺树脂12份、聚醚砜树脂22份、聚对苯二甲酸丙二醇酯6份、聚四亚甲基醚二醇4份、聚偏二氟乙烯4份、碳纤维5份、氮化硼3份、铝酸酯偶联剂F-1为2份、钛酸四丁酯3份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
实施例3的塑胶材料的抗冲击强度为439J/M，拉伸强度为36MPa，抗折强度为41MPa。
实施例4
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨5h，球磨机中球料比为20:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯18份、聚醚酰亚胺树脂7份、聚醚砜树脂17份、聚对苯二甲酸丙二醇酯10份、聚四亚甲基醚二醇6份、聚偏二氟乙烯7份、碳纤维4份、氮化硼4份、铝酸酯偶联剂F-1为3份、钛酸四丁酯2份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
实施例4的塑胶材料的抗冲击强度为432J/M，拉伸强度为38MPa，抗折强度为42MPa。
实施例5
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨5h，球磨机中球料比为20:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯18份、聚醚酰亚胺树脂7份、聚醚砜树脂17份、聚对苯二甲酸丙二醇酯10份、聚四亚甲基醚二醇6份、聚偏二氟乙烯7份、碳纤维4份、氮化硼4份、铝酸酯偶联剂F-1为3份、钛酸四丁酯2份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
实施例5的塑胶材料的抗冲击强度为479J/M，拉伸强度为40MPa，抗折强度为46MPa。
对比例1
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2h，球磨机中球料比为30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯20份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5份、聚四亚甲基醚二醇7份、聚偏二氟乙烯8份、碳纤维3份、氮化硼5份、铝酸酯偶联剂F-1为4份、钛酸四丁酯1份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
对比例1的塑胶材料的抗冲击强度为389J/M，拉伸强度为27MPa，抗折强度为27MPa。
对比例2
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2h，球磨机中球料比为30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯20份、聚醚酰亚胺树脂5份、聚醚砜树脂25份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5份、碳纤维3份、氮化硼5份、铝酸酯偶联剂F-1为4份、钛酸四丁酯1份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
对比例2的塑胶材料的抗冲击强度为374J/M，拉伸强度为26MPa，抗折强度为28MPa。

Claims (6)

1.一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料，其特征在于，所述的塑胶材料包括下述重量份的成分：
聚碳酸酯 10-20份、
聚醚酰亚胺树脂 5-15份、
聚醚砜树脂 15-25份、
聚对苯二甲酸丙二醇酯 5-12份、
聚四亚甲基醚二醇 3-7份、
聚偏二氟乙烯 3-8份、
碳纤维 3-6份、
氮化硼 2-5份、
铝酸酯偶联剂F-1 2-4份、
钛酸四丁酯 1-4份。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料，其特征在于，所述的塑胶材料包括下述重量份的成分：
聚碳酸酯 12-18份、
聚醚酰亚胺树脂 7-12份、
聚醚砜树脂 17-22份、
聚对苯二甲酸丙二醇酯 6-10份、
聚四亚甲基醚二醇 4-6份、
聚偏二氟乙烯 4-7份、
碳纤维 4-5份、
氮化硼 3-4份、
铝酸酯偶联剂F-1 2-3份、
钛酸四丁酯 2-3份。
3.一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤：
（1）将氮化硼用球磨机进行球磨，在球磨机中球磨2-5h，球磨机中球料比为20:1-30:1；
（2）按重量分别取聚碳酸酯10-20份、聚醚酰亚胺树脂5-15份、聚醚砜树脂15-25份、聚对苯二甲酸丙二醇酯5-12份、聚四亚甲基醚二醇3-7份、聚偏二氟乙烯3-8份、碳纤维3-6份、氮化硼2-5份、铝酸酯偶联剂F-1为2-4份、钛酸四丁酯1-4份，将上述的成分先进行预混合；
（3）将步骤（2）预混合后的材料用双螺杆挤出机熔融挤压，双螺杆挤出机模头温度为150-160℃，一区温度为160-170℃，二区温度为180-190℃，三区温度为195-205℃，四区温度为210-220℃；
（4）挤出后将材料用造粒机造粒，为碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料的制备方法，其特征在于所述的步骤（1）中在球磨机中球磨3-4h，球磨机中球料比为25:1。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料的制备方法，其特征在于所述的步骤（3）中一区温度为165℃，二区温度为185℃，三区温度为200℃，四区温度为215℃。
6.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强电气设备用高强度塑胶材料的制备方法，其特征在于所述的步骤（3）中双螺杆挤出机模头温度为155℃。
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