一种聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚丙烯微发泡复合材料及其制备方法，由以下重量份原料制成：聚丙烯85?95份、碳纤维5?10份和发泡母料3?5份，所述的发泡母料按照重量份计，由以下原料制成：聚乙烯60?70份、发泡剂20?30份、成核剂3?5份、氧化锌0.5?1.5份、钛酸酯偶联剂NDZ?201 0.5?1份、PE蜡3?5份和硬脂酸锌0.5?1份。本发明所制备的聚丙烯微发泡复合材料力学性能优越，拉伸强度达到35.9MPa，冲击强度达到了56.1k J/m2，弯曲模量达到1620MPa。
【专利说明】
-种聚丙稀微发泡复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种聚丙締复合材料，尤其是一种聚丙締微发泡复合材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 二十一世纪的前十年，中国乃至全世界的各个经济体在全球范围内对新能源、新 材料的研究和开发已经达到了新的更高的层面，大分子聚合物的蓬勃发展对于新材料领域 的开发提供了新起点，新契机，对聚合物的要求要求也趋向多功能化，上个世纪八十年代由 麻省理工学院提出的微发泡聚合物新技术，显著地提高了材料的力学性能，同时赋予聚合 物优异的崭新的性能，成为了众多科研人员研究的新领域、新方向，微孔发泡材料一般而 言，泡孔的直径比较小，约在Iwii~lOOwn，泡孔分布均匀。泡孔的存在使得聚合物材料内部 具有较大的初性，类似于弹性颗粒增初聚合物材料的作用，在受到单向外力或者多向外力 的作用下，能够在泡孔附近产生大量的银纹和剪切带，吸收外力作用下产生的能量，达到增 初的效果。开辟了一条聚合物功能化、低成本化、高性能化的技术路线，当前美国、德国、日 本等工业经济强国正在致力于替代传统发泡的高性能发泡材料，工业生产应用中，聚丙締 微发泡塑料被认为是PS和PE泡沫塑料的替代品。注塑成型工艺技术能够制备截面制品复 杂，具有特定的花纹，形状的聚合物发泡材料，能够实现自动化的计算机控制，因而聚合物 微孔发泡技术受到越来越多的关注，诸如美国、日本等都在加紧研发注塑发泡成型的工艺 和设备，通过简单的物理或者化学的发泡方法将低分子气体，或者能够经过加热分解放出 气体的发泡剂与烙融状态的树脂混合后进行注塑发泡或挤出发泡来制备聚締控微发泡材 料。
[0003] 聚丙締微发泡材料与微发泡材料相比，具有比强度高、密度低、吸收冲击功强、隔 音隔热等特点，已经在汽车行业、包装工业、军事工业、日化用品等得到了广泛应用。聚丙締 发泡材料的最高使用溫度达13(TC、力学性能优异、微波适应性好，日趋成为发泡材料的研 究的重点。为了制备聚丙締微发泡材料，得到泡孔均匀的孔径尺寸，聚丙締选择具有很重要 的作用。聚丙締结晶能力强，烙体强度低，很大程度上限制了聚丙締发泡，选择烙体强度较 高的聚丙締材料，或者通过该性能提高聚丙締烙体强度的复合材料来发泡，成为制备的重 要步骤和方法，能够有效地控制泡孔的聚集现象，防止泡孔结构的开裂。
[0004] 公开号CN102532720 A，发明名称:一种微发泡聚丙締复合材料及其制备方法，微 发泡聚丙締复合材料由下述重量份数的组分组成:聚丙締树脂100份、竹粉40-60份、发泡剂 10-15份、发泡助剂1-5份、抗氧剂1-5份、成核剂1-3份、相容剂5-10份。该发明原料来源广 泛，成本低廉，操作简单，可制得泡孔细小、均匀致密、质轻、冲击性能好且环保的微发泡聚 丙締复合材料，具有广阔的应用前景。
[0005] CN101792554 B，发明名称:一种微发泡聚丙締及其制备方法，该方法采用聚丙締 为主要原料，加入聚丙締重量比0.1~10%的微胶囊发泡剂或微胶囊发泡母粒为发泡剂，通 过挤出、注塑或模压成型制得聚丙締发泡材料。该方法工艺简单，设备投入少，克服了化学 发泡法和超临界发泡法工艺复杂、控制困难、设备投入高的缺点，可W制备高倍率的PP发泡 材料，制得的微发泡聚丙締密度为0.05~0.9g/cm3，性能优异。
[0006] 但是上述微发泡聚丙締都存在生产工艺复杂，力学性能不好等问题。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种聚丙締微发泡复合材料及其制备方法，解决了现有生产工艺复 杂，力学性能不好的问题。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：
[0009] 一种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成:聚丙締85-95份、碳纤维5- 10份和发泡母料3-5份，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成:聚乙締60-70份、 发泡剂20-30份、成核剂3-5份、氧化锋0.5-1.5份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 0.5-1份、阳蜡3-5 份和硬脂酸锋0.5-1份。
[0010] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的聚丙締微发泡复合材料由W下重量份 原料制成:聚丙締90份、碳纤维6份和发泡母料4份。
[0011] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面 处理步骤如下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫 度在50-60°C，回流处理40-60分钟后，取出碳纤维，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧 化，第一步取的碳纤维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，110-120°C回流2-3小时 后取出碳纤维，用去离子水浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用。
[0012] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的发泡剂按照重量份计，包括发泡剂TA- 220为60-70份;PP发泡多功能母料30-40份和TAlOOO发泡剂3-5份。
[0013] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的发泡剂按照重量份计，包括发泡剂TA- 220为60份;PP发泡多功能母料35份和TAlOOO发泡剂5份。
[0014] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的成核剂，按照重量份计，包括滑石粉so- so 份，巧樣酸巧 10-20 份和纳米碳酸巧 60-70 份。
[0015] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的成核剂，按照重量份计，包括滑石粉20 份，巧樣酸巧15份和纳米碳酸巧65份。
[0016] 本发明的一种聚丙締微发泡复合材料的制备方法，包括W下步骤：
[0017] (1)碳纤维表面处理：
[001引（2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合3~5min，混合溫度为50~60°C，然后将所得的物料放出，审U 得活化的发泡剂；
[0019] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌3~5min， 丙酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎 机中10~15min，放出物料储存备用，
[0020] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合5~ 8min，混合溫度在60°C~80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备 母料，制得发泡母料'
[0021] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0022] 进一步，本发明的一种优选方案为:所述的转矩流变仪的第一区、第二区和第=区 溫度分别为1261：、1321：、127°(：，转速为40以111111，塑化时间为2505。
[0023] 本发明的有益效果：
[0024] 本发明所制备的聚丙締微发泡复合材料力学性能优越，拉伸强度达到35.9MPa，冲 击强度达到了56. Ik J/m2，弯曲模量达到1620MPa。
[0025] 本发明采用对碳纤维的表面进行预处理W除去杂质并增加表面的粗糖度，从而增 强成核效率，提高聚丙締微发泡复合材料力学性能。
[0026] 发泡剂TA-220:具有分解彻底，残留发泡剂少，有效发气量大等特点。PP发泡多功 能母料:发泡效果更好，具有显著地促进均匀发泡、稳定泡孔、防止泡孔塌陷的作用，还具有 强润滑、助分散、抗粘连、降低功耗等功能，达到简化发泡工艺，改善发泡成型条件和泡孔质 量的目的。TAlOOO发泡剂分解气体为N2，C02W及少量CO等。分解残留物为白色物质。分解气 体成分稳定，能够获得泡孔结构良好的制品，发泡剂分解无诱导期，分解速度快，放气平缓 无突发等特点，使得发泡过程易于控制。发泡剂要选择的热稳定性好、发气量大，在20(TC之 前分解率小于0.1%，制得的发泡母料不会提前发泡而出现干痕、塌陷等情况，运对发泡母 料的制备至关重要，是需要考虑的首要因素。本发明采用上述=者的组合可W有效地避开 =者之间的缺点，使其优点得到最大程度的发挥。氧化锋是金属氧化物，不存在分子链较短 的脂肪链，对发泡剂的活化的突发性降低，使得发泡剂在180°C开始分解，在3-5°C之内，发 泡剂的分解率急剧的增大，在达到发泡剂的分解溫度的范围内，快速的扩散分布在聚合物 树脂中，有利于泡孔的均匀性，防止泡孔的塌陷、并泡现象的出现。聚丙締属于结晶性聚合 物，其烙体流动速率随溫度的升高而增大，而烙体强度则逐渐减小，较大的烙体强度有利于 气泡的包覆，在185-195°C的成型加工溫度范围内，气泡既可W流动扩散，又不影响烙体对 树脂的包覆，采用氧化锋和硬脂酸锋复合助剂活化后，其分解溫度变化的最为明显，能够发 泡的溫度区间增大，更接近聚丙締的烙融溫度，也有利于发泡母料的制备。
[0027] 在发泡母料的制备中，通过加入成核剂在聚合物烙体和成核剂界面之间可W形成 大量的低势能点，因而能够提供更多的发泡成核点来制备微发泡材料，不加成核剂，或者用 于发泡的基体树脂中不含能够引导成核的粉体颗粒，则气泡的成核点会急剧的减少，泡孔 并泡、破裂塌陷的情况增加，导致成型的泡孔尺寸大并且直径分布很不均匀。可知，成核剂 的加入对于微发泡材料的制备具有重要的意义。本发明采用滑石粉，巧樣酸巧和纳米碳酸 巧的组合。成核剂作为聚丙締发泡的关键因素，采用单一的滑石粉，巧樣酸巧或纳米碳酸巧 都存在或多或少的问题，本发明通过将=者组合，并通过改性处理，所得成核剂在聚丙締中 的分散均匀，与聚丙締相容性比较好，可W提供较多的成核点，有利于微发泡材料的制备。
【具体实施方式】
[0028] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[00巧]实施例1
[0030] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締90份、碳纤维6份和 发泡母料4份，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成：聚乙締60份、发泡剂25份、 成核剂3份、氧化锋0.5份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 0.5份、PE蜡4份和硬脂酸锋0.7份。发泡剂 按照重量份计，包括发泡剂TA-220为65份;PP发泡多功能母料35份和TAlOOO发泡剂5份。成 核剂，按照重量份计，包括滑石粉20份，巧樣酸巧15份和纳米碳酸巧65份。
[0031] 其制备方法，包括W下步骤：
[0032] (1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在50°C， 回流处理60分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，120°C回流3小时后取出碳纤维，用去离子水 浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0033] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合5min，混合溫度为50°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0034] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌3~5min， 丙酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎 机中15min，放出物料储存备用，
[0035] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合8min, 混合溫度在80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩流 变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132 °C、127 °C，转速为40r/min，塑化时间 为250S，制得发泡母料；
[0036] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0037] 实施例2
[0038] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締85份、碳纤维5份和 发泡母料5份，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成：聚乙締65份、发泡剂30份、 成核剂4份、氧化锋1.5份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 0.8份、PE蜡3份和硬脂酸锋0.5份。发泡剂 按照重量份计，包括发泡剂TA-220为60份;PP发泡多功能母料40份和TAlOOO发泡剂3份。成 核剂，按照重量份计，包括滑石粉25份，巧樣酸巧20份和纳米碳酸巧60份。
[0039] 其制备方法，包括W下步骤：
[0040] (1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在60°C， 回流处理40分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，ll〇°C回流2小时后取出碳纤维，用去离子水 浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0041] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合5min，混合溫度为60°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0042] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌3min，丙 酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎机 中IOmin，放出物料储存备用，
[0043] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合5min, 混合溫度在6〇trc之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩 流变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132°C、127 °C，转速为40r/min，塑化时 间为250S，制得发泡母料；
[0044] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0045] 实施例3
[0046] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締95份、碳纤维8份和 发泡母料4份所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成:聚乙締70份、发泡剂20份、成 核剂5份、氧化锋1份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 1份、PE蜡5份和硬脂酸锋1份。发泡剂按照重量 份计，包括发泡剂TA-220为，70份，PP发泡多功能母料30份和TAlOOO发泡剂4份。成核剂，按 照重量份计，包括滑石粉30份，巧樣酸巧10份和纳米碳酸巧70份。
[0047] 其制备方法，包括W下步骤：
[004引 （1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在55°C， 回流处理50分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，115°C回流2.5小时后取出碳纤维，用去离子 水浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0049] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合4min，混合溫度为55°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0050] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌4min，丙 酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎机 中13min，放出物料储存备用，
[0051] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合6min, 混合溫度在70°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩流 变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132 °C、127 °C，转速为40r/min，塑化时间 为250S，制得发泡母料；
[0052] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0化3] 实施例4
[0054] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成:聚丙締90份、碳纤维10份和 发泡母料3份，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成：聚乙締67份、发泡剂28份、 成核剂3.5份、氧化锋1.2份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 0.7份、PE蜡4份和硬脂酸锋0.8份。发泡 剂按照重量份计，包括发泡剂TA-220为65份;PP发泡多功能母料40份和TAlOOO发泡剂3份。 成核剂，按照重量份计，包括滑石粉26份，巧樣酸巧17份和纳米碳酸巧68份。
[0055] 其制备方法，包括W下步骤：
[0056] (1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在60°C， 回流处理40分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，120°C回流3小时后取出碳纤维，用去离子水 浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0057] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合5min，混合溫度为60°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0058] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌5min，丙 酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎机 中15min，放出物料储存备用，
[0059] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合8min, 混合溫度在80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩流 变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132 °C、127 °C，转速为40r/min，塑化时间 为250S，制得发泡母料；
[0060] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0061] 实施例5
[0062] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締91份、碳纤维5份和 发泡母料3份，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成：聚乙締68份、发泡剂30份、 成核剂5份、氧化锋1.5份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 1份、PE蜡3份和硬脂酸锋0.6份。发泡剂按 照重量份计，包括发泡剂TA-220为64份;PP发泡多功能母料36份和TAlOOO发泡剂4份。成核 剂，按照重量份计，包括滑石粉24份，巧樣酸巧18份和纳米碳酸巧66份。
[0063] 其制备方法，包括W下步骤：
[0064] (1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在50°C， 回流处理40分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，120°C回流2小时后取出碳纤维，用去离子水 浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0065] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合5min，混合溫度为60°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0066] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌3~5min， 丙酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎 机中IO~15min，放出物料储存备用，
[0067] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合8min, 混合溫度在80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩流 变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132 °C、127 °C，转速为40r/min，塑化时间 为250S，制得发泡母料；
[0068] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0069] 实施例6
[0070] -种聚丙締微发泡复合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締89份、碳纤维5粉和 发泡母料3粉，所述的发泡母料按照重量份计，由W下原料制成：聚乙締70份、发泡剂28份、 成核剂4份、氧化锋1.3份、铁酸醋偶联剂NDZ-201 0.7份、PE蜡4.5份和硬脂酸锋1份。发泡剂 按照重量份计，包括发泡剂TA-220为64份;PP发泡多功能母料36份和TAlOOO发泡剂4份。成 核剂，按照重量份计，包括滑石粉26份，巧樣酸巧18份和纳米碳酸巧64份。
[0071] 其制备方法，包括W下步骤：
[0072] (1)碳纤维表面处理：所述的碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如 下:第一步，表面去油，取碳纤维放入容器中，加入丙酬将碳纤维浸没其中，制溫度在60°C， 回流处理60分钟后，取出碳纤维，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤 维放入容器中，加入浓硝酸将碳纤维浸没其中，120°C回流3小时后取出碳纤维，用去离子水 浸泡、洗涂并过滤，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，备用；
[0073] (2)发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TAlOOO发泡剂、氧化锋和 硬脂酸锋在高速混合机中混合5min，混合溫度为60°C，然后将所得的物料放出，制得活化的 发泡剂；
[0074] (3)成核剂改性:将铁酸醋偶联剂溶于适量的丙酬溶液中，用玻璃棒揽拌5min，丙 酬的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎机 中15min，放出物料储存备用，
[0075] (4)发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合8min, 混合溫度在80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，转矩流 变仪的第一区、第二区和第S区溫度分别为126 °C、132 °C、127 °C，转速为40r/min，塑化时间 为250S，制得发泡母料；
[0076] (5)聚丙締微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙締进行共混，常溫下 在高速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙締微发泡复合 材料。
[0077] 性能测试
[0078] 测试条件:拉伸性能，速度50mm/min，标准GB/T1040-92;冲击强度，标准GB/T1043- 93，摆键能量为2.75J;弯曲强度，标准GB 9341-2000，下压速度2mm/min，定位移7mm。实施例 1-6所测得的数据见表1。
[0079] 表1性能参数测定
[0080]
[0082] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的保护范 围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0081]
【主权项】
1. 一种聚丙烯微发泡复合材料，由以下重量份原料制成：聚丙烯85-95份、碳纤维5-10 份和发泡母料3-5份，所述的发泡母料按照重量份计，由以下原料制成:聚乙烯60-70份、发 泡剂20-30份、成核剂3-5份、氧化锌0.5-1.5份、钛酸酯偶联剂NDZ-2010.5-1份、PE蜡3-5份 和硬脂酸锌〇. 5-1份。2. 根据权利要求1所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的聚丙烯微发 泡复合材料由以下重量份原料制成:聚丙烯90份、碳纤维6份和发泡母料4份。3. 根据权利要求1或2所示的所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的 碳纤维为经过表面处理的碳纤维，表面处理步骤如下：第一步，表面去油，取碳纤维放入容 器中，加入丙酮将碳纤维浸没其中，制温度在50-60°C，回流处理40-60分钟后，取出碳纤维， 放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纤维放入容器中，加入浓硝酸将碳 纤维浸没其中，110_120°C回流2-3小时后取出碳纤维，用去离子水浸泡、洗涤并过滤，直至 中性，最后放入80 °C的烘箱烘干，备用。4. 根据权利要求1或2所示的所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的 发泡剂按照重量份计，包括发泡剂TA-220为60-70份，PP发泡多功能母料30-40份和TA1000 发泡剂3-5份。5. 根据权利要求4所示的所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的发泡 剂由发泡剂TA-220为60份，PP发泡多功能母料35份和TA1000发泡剂5份。6. 根据权利要求1或2所示的所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的 成核剂，按照重量份计，包括滑石粉20-30份，梓檬酸|丐10-20份和纳米碳酸|丐60-70份。7. 根据权利要求6所示的所述的一种聚丙烯微发泡复合材料，其特征在于:所述的成核 剂，按照重量份计，包括滑石粉20份，柠檬酸钙15份和纳米碳酸钙65份。8. -种如权利要求1-7任一项所述的一种聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，其特征 在于，包括以下步骤： (1) 碳纤维表面处理： (2) 发泡剂活化:将发泡剂TA-220、PP发泡多功能母料、和TA1000发泡剂、氧化锌和硬脂 酸锌在高速混合机中混合3~5min，混合温度为50~60°C，然后将所得的物料放出，制得活 化的发泡剂； (3) 成核剂改性:将钛酸酯偶联剂溶于适量的丙酮溶液中，用玻璃棒搅拌3~5min，丙酮 的用量(体积)为成核剂的1.5倍，然后将所得的混合液加入成核剂中，在高速中药粉碎机中 10~15min，放出物料储存备用， (4) 发泡母料制备：照配方分别准确称量的各种原料，在高速混合机中混合5~8min，混 合温度在60°C~80°C之间，然后将所得的混合物放入转矩流变仪中混合塑化制备母料，制 得发泡母料' (5) 聚丙烯微发泡复合材料制备:将发泡母料、碳纤维与聚丙烯进行共混，常温下在高 速混合机中混合lOmin，然后将制得的物料在注塑机制成样条，既得聚丙烯微发泡复合材 料。9. 根据权利要求8所述的一种聚丙烯微发泡复合材料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤:所述的转矩流变仪的第一区、第二区和第三区温度分别为126°C、132°C、127°C，转 速为40r/min，塑化时间为250S。
【文档编号】C08K13/06GK105924778SQ201610356724
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】不公告发明人
【申请人】广州聚注专利研发有限公司