一种耐热碳素纤维管材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种管材，尤其涉及一种耐热碳素纤维管材。
【背景技术】
[0002]聚乙烯是一种价格低廉、用途广泛、易于加工成型的热塑性塑料。然而，聚乙烯的力学性能、耐热稳定性不足及非极性限制了其在某些领域的应用，而将聚乙烯与一些填料复合，可以改善其力学性能和耐热性等，但因其易于团聚且与聚合物界面的结合力低，分散均匀性差，需要提高添加量才能获得性能较好的复合材料；因此为了提高填料与聚合物基体的界面结合力，提高填料的分散性，如何将填料与聚乙烯有效的结合就成为研宄的重点。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是提供一种耐热碳素纤维管材。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种耐热碳素纤维管材，它是由下述重量份的原料组成的:
碳素纤维6-10、聚乙烯酸2-3、壳聚糖1-2、丙酸纤维素17-20、二环己基碳二亚胺1_2、4- 二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸钙36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6_10、三羟甲基丙烷1-2、硬脂酸钙3-5。
[0005]一种耐热碳素纤维管材的制备方法，包括以下步骤:
(O将丙酸纤维素加入到4-6倍水中，升高温度为60-65°C，加入聚乙烯酸，保温搅拌30-40分钟，加入碳酸钙，搅拌均匀后脱水烘干，磨粉，得改性碳酸钙；
(2)将二甲基甲酰胺、乙二胺、二环己基碳二亚胺、4-二甲基氨基吡啶混合，搅拌均匀，加入改性碳酸钙，300-350w功率下超声处理26-30分钟，送入50-60 °C的水浴中，保温搅拌7-8小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，得到酰胺化碳酸钙；
(3)将得到的酰胺化碳酸钙加入到η-甲基吡咯烷酮中，200-270?功率下超声处理30-35分钟，送入180-190°C的油浴中，保温搅拌10-13小时，真空抽滤，用乙醇充分洗涤，烘干磨成细粉，得酰胺化碳酸钙粉；
(4)取上述高密度聚乙烯重量的10-15%，与苯二甲酸二丁酯、硬脂酸钙混合，搅拌均匀后加入三羟甲基丙烷，50-60°C下保温搅拌1-2小时，得复合聚乙烯料；
(5)将蓖麻油、马来酸酐、壳聚糖混合置于120-130°C的油浴中，保温搅拌3-5小时，得基体酸酐；
(6)将基体酸酐、复合聚乙烯料混合，置于140-150°C的油浴中加热30-40分钟，取出，得基体聚乙烯酸酐；
(7)将基体聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸钙粉、碳素纤维混合，在125-135?下保温搅拌2-3小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，微波干燥；
(8)将上述得到的干燥料与剩余各原料混合，在120-150°C温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，经振动筛过后，自动上料，由双螺杆挤出机挤出成型，包装入库。
[0006]本发明的优点是:
本发明利用乙二胺中的氨基与碳酸钙发生酰胺化反应，将乙二胺成功接枝到碳酸钙上，再利用酰胺化碳酸钙的端氨基与基体聚乙烯中的酸酐发生氢键作用或者酸酐反应，促进碳酸钙在基体中的分散性和界面作用，同时基体酸酐分子链上含有大量的羧基、羟基、羰基等极性基团，这些基团可以与碳酸钙粒子间形成相互作用的氢键或配位键，有利于增加界面的粘结效应，从而提高成品基材的力学强度和热稳定性；
本发明的导管加入的碳素纤维，可以降低管材整体重量，提高耐高温、耐压性能，降低热膨胀系数，环保性、耐高低温稳定性好。
【具体实施方式】
[0007]实施例1
一种耐热碳素纤维管材，它是由下述重量份(公斤)的原料组成的:
碳素纤维10、聚乙烯酸2、壳聚糖1-2、丙酸纤维素20、二环己基碳二亚胺1、4_ 二甲基氨基吡啶0.6、高密度聚乙烯500、蓖麻油4、二甲基甲酰胺140、碳酸钙40、n-甲基吡咯烷酮50、乙二胺14、苯二甲酸二丁酯6、三羟甲基丙烷1、硬脂酸钙3。
[0008]一种耐热碳素纤维管材的制备方法，包括以下步骤:
(1)将丙酸纤维素加入到4倍水中，升高温度为65°C，加入聚乙烯酸，保温搅拌40分钟，加入碳酸钙，搅拌均匀后脱水烘干，磨粉，得改性碳酸钙；
(2)将二甲基甲酰胺、乙二胺、二环己基碳二亚胺、4-二甲基氨基吡啶混合，搅拌均匀，加入改性碳酸钙，350w功率下超声处理30分钟，送入60°C的水浴中，保温搅拌8小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，得到酰胺化碳酸钙；
(3)将得到的酰胺化碳酸钙加入到η-甲基吡咯烷酮中，270w功率下超声处理30分钟，送入190°C的油浴中，保温搅拌13小时，真空抽滤，用乙醇充分洗涤，烘干磨成细粉，得酰胺化碳酸钙粉；
(4)取上述高密度聚乙烯重量的15%，与苯二甲酸二丁酯、硬脂酸钙混合，搅拌均匀后加入三羟甲基丙烷，60°C下保温搅拌2小时，得复合聚乙烯料；
(5)将蓖麻油、马来酸酐、壳聚糖混合置于130°C的油浴中，保温搅拌5小时，得基体酸酐；
(6)将基体酸酐、复合聚乙烯料混合，置于150°C的油浴中加热30分钟，取出，得基体聚乙烯酸酐；
(7)将基体聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸钙粉、碳素纤维混合，在135°C下保温搅拌2小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，微波干燥；
(8)将上述得到的干燥料与剩余各原料混合，在150°C温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，经振动筛过后，自动上料，由双螺杆挤出机挤出成型，包装入库。
[0009]性能测试:
拉伸强度:28.2MPa ；
阻燃性能:UL-94V-0级；
抗冲击性能:23°C、缺口冲击强度为12.3KJ/m2。
【主权项】
1.一种耐热碳素纤维管材，其特征在于它是由下述重量份的原料组成的: 碳素纤维6-10、聚乙烯酸2-3、壳聚糖1-2、丙酸纤维素17-20、二环己基碳二亚胺1_2、4- 二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸钙36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6_10、三羟甲基丙烷1-2、硬脂酸钙3-5。2.一种如权利要求1所述的耐热碳素纤维管材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (O将丙酸纤维素加入到4-6倍水中，升高温度为60-65°C，加入聚乙烯酸，保温搅拌30-40分钟，加入碳酸钙，搅拌均匀后脱水烘干，磨粉，得改性碳酸钙； (2)将二甲基甲酰胺、乙二胺、二环己基碳二亚胺、4-二甲基氨基吡啶混合，搅拌均匀，加入改性碳酸钙，300-350w功率下超声处理26-30分钟，送入50-60 °C的水浴中，保温搅拌7-8小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，得到酰胺化碳酸钙； (3)将得到的酰胺化碳酸钙加入到η-甲基吡咯烷酮中，200-270?功率下超声处理30-35分钟，送入180-190°C的油浴中，保温搅拌10-13小时，真空抽滤，用乙醇充分洗涤，烘干磨成细粉，得酰胺化碳酸钙粉； (4)取上述高密度聚乙烯重量的10-15%，与苯二甲酸二丁酯、硬脂酸钙混合，搅拌均匀后加入三羟甲基丙烷，50-60°C下保温搅拌1-2小时，得复合聚乙烯料； (5)将蓖麻油、马来酸酐、壳聚糖混合置于120-130°C的油浴中，保温搅拌3-5小时，得基体酸酐； (6)将基体酸酐、复合聚乙烯料混合，置于140-150°C的油浴中加热30-40分钟，取出，得基体聚乙烯酸酐； (7)将基体聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸钙粉、碳素纤维混合，在125-135?下保温搅拌2-3小时，真空抽滤，用水和乙醇依次洗涤，微波干燥； (8)将上述得到的干燥料与剩余各原料混合，在120-150°C温度下进行搅拌，搅拌均匀后自动冷却，经振动筛过后，自动上料，由双螺杆挤出机挤出成型，包装入库。
【专利摘要】本发明公开了一种耐热碳素纤维管材，是由下述重量份的原料组成的：碳素纤维6-10、聚乙烯酸2-3、壳聚糖1-2、丙酸纤维素17-20、二环己基碳二亚胺1-2、4-二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸钙36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6-10、三羟甲基丙烷1-2、硬脂酸钙3-5，本发明的导管加入的碳素纤维，可以降低管材整体重量，提高耐高温、耐压性能，降低热膨胀系数，环保性、耐高低温稳定性好。
【IPC分类】C08K9/04, C08L23/06, C08K5/12, C08K3/26, C08K13/06, C08K9/08, C08L5/08, C08K9/00, C08K5/098, C08K5/103
【公开号】CN104927156
【申请号】CN201510324441
【发明人】彭高峰, 张兴军, 刁启元, 杨辉
【申请人】合肥和安机械制造有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月13日