专利名称：一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料的制作方法
技术领域：
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、 导电、传热和热膨胀系数小等系列优异性能，故它既能作为结构材料又能作为功能材料使用。碳纤维作为复合材料的增强纤维其有广阔的前景，在国民经济各个领域有着广泛应用。是由于碳纤维表面平滑、活性官能团少、表而能低，呈现表面化学惰性，与树脂基体浸润性差，使得复合材料界面粘合力较弱，严重地影响了复合材料整体优异性能的发挥；另外一方面，聚乙烯的化学惰性也使碳纤维与基体树脂的粘合性差，从而影响应力的传递。为了解决碳纤维与聚乙烯之间粘合性差的问题，本公司经过了长期的探索，从配方、材料改进等多方面进行研究。常规的化学氧化法在提高碳纤维表面性能的同时，又使纤维力学性能下降。因此，本发明通过在在纤维表面引入活性官能团及适度的表面刻蚀，从而提高纤维表面润湿性，增加纤维与基体间的机械咬合及在纤维与基体树脂间形成化学共价键，由此提高复合材料的界面剪切强度。
发明内容
本发明针对现有聚乙烯复合材料的技术问题，提供了一种新型的碳纤维增强聚乙烯复合材料及其制备方法。本发明的目的通过下述技术方案实现—种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)
组分重量份
高密度聚乙烯80-100低密度聚乙烯10-20碳纤维15-20偶联剂5-15增塑剂0.5-1 一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料的制备方法为按照配方配料，首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为200 250°C，时间10 20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
本发明中碳纤维经过等离子接枝改性处理，接枝马来酸酐，其处理工艺方法为将碳纤维用1 1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纤维表面的环氧树脂，于80°C烘干除去溶剂，然后浸渍马来酸酐单体，均勻缠绕在玻璃框上，置于两块电极板中间，进行等离子处理， 其中电流强度为4A，处理时间为2 4分钟。本发明中，偶联剂选用硅烷，其用量为5 15份。本发明中增塑剂选用邻苯二甲酸酯，其用量为0. 5 1。本发明的有益效果(1)高密度聚乙烯和低密度聚乙烯同时使用，既保持了高密度聚乙烯的强度大、承受压力高、热变形差的优点，又保持了线性低密度聚乙烯的耐冲击性好、韧性好的优点。同时，耐环境应力性能有所提高，在热、氧及机械剪切作用下无明显变化。(2)碳纤维接枝单体以后，可以使碳纤维聚乙烯复合材料的层间剪切强度提高 55 60%，改善了复合材料的性能。(3)本发明碳纤维聚乙烯复合材料，适用性广，可以广泛应用于医疗器械、土木建筑、电子工程、石油化工、汽车、冶金等行业。
具体实施例方式实施例1一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其由以下组分组成(重量份)
权利要求
1.一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于包括以下组分高密度聚乙烯80 100重量份；低密度聚乙烯10 20重量份；碳纤维15 20重量份；偶联剂5 15重量份；增塑剂0.5 1重量份。
2.一种按权利要求1所述的碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于所述碳纤维经过等离子接枝改性处理，接枝马来酸酐，其处理工艺方法为将碳纤维用1 1的丙酮乙醇溶液回流15h，除去碳纤维表面的环氧树脂，于80°C烘干除去溶剂，然后浸渍马来酸酐单体，均勻缠绕在玻璃框上，置于两块电极板中间，进行等离子处理，其中电流强度为4A，处理时间为2 4分钟。
3.一种按权要求1所述的碳纤维增强的聚乙烯复合材料，其特征在于制备方法为按照配方配料，首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂。混炼温度为200 250°C，时间10 20 分钟；将混炼好的材料进行模压，制得碳纤维增强的聚乙烯复合材料。
全文摘要
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强的聚乙烯复合材料及其制备方法，其特征为本发明复合材料由以下组分组成(重量份)高密度聚乙烯80～100份；低密度聚乙烯10～20份；碳纤维15～20份；偶联剂5～15份；增塑剂0.5～1份，其中碳纤维经过等离子接枝改性处理。本发明制备方法首先将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯以及碳纤维加入到双辊筒炼塑机，混炼过程中加入偶联剂和增塑剂，混炼温度200～250℃，时间10～20分钟；将混炼好的材料进行模压，制得产品。本发明制备的碳纤维聚乙烯复合材料，性能优异，可以广泛应用于医疗器械、土木建筑、电子工程、石油化工、汽车、冶金等行业。
文档编号C08K7/06GK102241849SQ20111016282
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者储江顺, 刘童军, 彭艳华, 欧阳圣, 欧阳贵, 毕宏俊, 毕宏海, 毕宏清, 汪丽, 程启山, 肖伏兰, 郑飞燕 申请人:上海邦中新材料有限公司