本发明涉及pvc改性材料技术领域，具体地，涉及一种无人机纤维合金pvc改性材料及其制备方法。
背景技术：
目前，随着信息化的发展，无人机迅速的应用于各行各业，如用于军用的侦察机和靶机，和用于民用的航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
无人机机身作为无人机的重要组成部分，承载着各类传感器、导航系统、发动机以及其它功能设备，这对无人机机身材料提出了严格的要求，传统的无人机机身制作材料为铝合金，铝合金材料自重大、抗疲劳性差、耐腐蚀性差，不能满足无人机机身轻量化发展的需求。为此，人们开发了高分子工程塑料材料。现有无人机制作材料多为聚苯乙烯泡沫或者轻木蒙皮加玻璃钢，若采用聚苯乙烯泡沫，在机身的曲面成型过程中，需要对聚苯乙烯泡沫进行切割，而复杂的曲面对切割工艺的要求较高、且耗时长，增加了无人机机身的制备成本，同时，泡沫容易被胶水腐蚀，成型后容易吸水受潮导致外形变形，降低了无人机结构的强度；若采用轻木蒙皮加玻璃钢制作，该材料较为厚重，导致成型后机体重量过大，严重降低了无人机的载荷能力，且低温环境下零部件比较脆弱，在受用过程中易损坏。
因此，亟待研发一种新的无人机机身材料，以解决现有技术的不足。
碳纤维(carbonfiber，简称cf)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种无人机纤维合金pvc改性材料，该pvc改性复合材料质量轻，机械强度高，拉伸强度和抗撕裂力优异，耐腐蚀性好，不容易老化、防火性能优异，可满足无人机在恶劣环境下长储存寿命的特殊要求，降低维护费用和周期，整体成型工艺简便，外型设计适用性强，有较好的应用前景。
本发明的技术方案如下：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯80-120份，复合稳定剂5-10份，pvc加工助剂5-10份，无碱短玻璃纤维15-40份，润滑剂0-2份，韧性剂1-5份，碳纤维5-10份，硅烷偶联剂5-10份。
较佳地，无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯90-110份，复合稳定剂6-9份，pvc加工助剂5-8份，无碱短玻璃纤维20-30份，润滑剂0-1份，韧性剂1-3份，碳纤维6-8份，硅烷偶联剂8-10份。
优选的，无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯100份，复合稳定剂8份，pvc加工助剂6份，无碱短玻璃纤维30份，润滑剂0.5份，韧性剂3份，碳纤维7.5份，硅烷偶联剂2份。
聚氯乙烯是产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料，具有强度高，可塑性，耐腐蚀性，难燃，绝缘性好等优点。但是pvc的分子结构的缺陷，其热稳定性差，因此，为了提高其热稳定性，常加入热稳定剂。本申请中，所述复合稳定剂包括金属皂类，有机锡类或稀土类等，优选的，所述复合稳定剂选自硬脂酸钙，硬脂酸锌，二月桂酸二丁基锡中的一种或其混合物。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物，兼具有抗冲击改性和加工改性双重功能。可以提高pvc制品的抗冲击性能，改善树脂的熔体流动性，热变形性，耐候性和表面的光泽，综合性能优异。pvc熔融体系为粘弹性流体，具有粘性，阻滞熔融体流动，又有弹性，变形后倾向回复初步始状态，这两种性能依赖于pvc体系聚合物分子之间的黏黏状态，acr加工助剂分子插入pvc分子链之间，具有缠结和交联的作用，因此，可以明显增加pvc熔融体的粘性和弹性。另一方面，acr为由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯等交联而成的核-壳结构共聚物，其核为轻度交联的丙烯酸酯橡胶成分，在pvc交联中具有应力集中点的作用，提高pvc的抗冲击性，其壳为接枝在橡胶核上的以pmmv为主体的塑料成分，与pvc树脂有很好的相容性，能够促进改性剂的pvc的均匀分散，并提高橡胶微粒与pvc树脂的粘结性。
所述碳纤维具有优良的导电性，加入pvc后，能够有效降低pvc的表面电阻，从而提高材料的抗静电性能，用于电磁屏蔽环境。
所述润滑剂选自饱和烃类，金属皂类，脂肪族酰胺，脂肪酸类或脂肪醇类。在pvc树脂加工过程中由固态或颗粒变经过熔融变为流动的粘稠液态，该过程中，润滑剂熔点低，先融化为液体，进入还没融化的树脂颗粒中，或包覆树脂颗粒外表面，减少树脂内部或树脂与设备之间的摩擦力和粘附性，有利于脱模，并调控树脂塑化速度，延迟塑化。
所述韧性剂选用纳米碳酸钙，纳米碳酸钙在所述pvc中均匀分布，与pvc界面结合力良好，提高材料的缺口冲击强度，保持材料的刚性。
上述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合20-30min，得到混合材料；
在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在175-180℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
本发明的有益效果为：本发明所述的无人机纤维合金pvc改性材料，该pvc改性复合材料质量轻，机械强度高，拉伸强度和抗撕裂力优异，耐腐蚀性好，不容易老化、防火性能优异，可满足无人机在恶劣环境下长储存寿命的特殊要求，降低维护费用和周期，整体成型工艺简便，外型设计适用性强，有较好的应用前景。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯100份，复合稳定剂8份，pvc加工助剂6份，无碱短玻璃纤维30份，润滑剂0.5份，韧性剂3份，碳纤维7.5份，硅烷偶联剂2份。
所述复合稳定剂为金属皂类，有机锡类或稀土类。
所述复合稳定剂选自硬脂酸钙，硬脂酸锌，二月桂酸二丁基锡中的一种或数种的混合物。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合20-30min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在178℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例二：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯80份，复合稳定剂10份，pvc加工助剂5份，无碱短玻璃纤维25份，润滑剂2份，韧性剂1份，碳纤维8份，硅烷偶联剂8份。
所述复合稳定剂为金属皂类。所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合30min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在175-180℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例三：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯100份，复合稳定剂8份，pvc加工助剂10份，无碱短玻璃纤维15份，润滑剂1份，韧性剂3份，碳纤维5份，硅烷偶联剂10份。
所述复合稳定剂选自硬脂酸钙和硬脂酸锌的混合物。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合30min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在180℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例四：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯120份，复合稳定剂5份，pvc加工助剂8份，无碱短玻璃纤维40份，润滑剂0份，韧性剂5份，碳纤维10份，硅烷偶联剂5份。
所述复合稳定剂选自硬脂酸钙。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合25min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在175℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例五：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯90份，复合稳定剂8份，pvc加工助剂5份，无碱短玻璃纤维25份，润滑剂1份，韧性剂3份，碳纤维7份，硅烷偶联剂9份。
所述复合稳定剂为有机锡类，二月桂酸二丁基锡。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合25min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在175℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例六：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯110份，复合稳定剂9份，pvc加工助剂7份，无碱短玻璃纤维20份，润滑剂0.5份，韧性剂1份，碳纤维6份，硅烷偶联剂10份。
所述复合稳定剂为稀土类。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合20min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在180℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
实施例七：一种无人机纤维合金pvc改性材料，包括如下重量份的各组分：聚氯乙烯95份，复合稳定剂6份，pvc加工助剂8份，无碱短玻璃纤维30份，润滑剂0份，韧性剂2份，碳纤维8份，硅烷偶联剂8份。
所述复合稳定剂为有机锡类。
所述复合稳定剂选用二月桂酸二丁基锡。
所述pvc加工助剂为acr树脂，由丙烯酸甲酯(mma),丙烯酸丁酯经种子乳液聚合得到的一种热塑型接枝聚合物。
所述无人机纤维合金pvc改性材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将pvc，纳米碳酸钙和acr树脂混合后，在高速混合机中于110℃捏合28min，得到混合材料；
(2)在复合材料中加入稳定剂，润滑剂，无碱短玻璃纤维，韧性剂，碳纤维和硅烷偶联剂，加入双棍塑料机，在177℃混炼8min,挤出，切粒，包装，制备得到pvc改性材料。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。