[发明专利]一种负载铁粉多孔碳取向增强塑料片材的方法

说明书

本发明涉及一种负载铁粉多孔碳取向增强塑料片材的方法，通过添加造孔剂并煅烧天然纤维制得纤维状多孔碳材料，后使其负载铁粉，得到多孔碳不同于传统的多孔碳，其具有一定的纤维状特性，分散于聚烯烃中，在外加磁场作用下，一方面，使纤维状的多孔碳发生取向增强，另一方面使团聚的多孔碳拉伸开，从而达到增强塑料片材的目的。

技术领域

本发明涉及功能性塑料技术领域，具体涉及一种负载铁粉多孔碳取向增强塑料片材的方法。

背景技术

由碳纤维和基体树脂形成的碳纤维增强塑料（以下也有时称作CFRP[CarbonFiberReinforced Plastic]）的机械特性、轻质性、耐腐蚀性等优异，因此在各种用途中广泛展开应用。但也存在诸多缺陷。如果无机增强填料添加量过大，与轻量化趋势背道而驰，同时会造成复合材料力学性能下降。

为了获得优异的成型性（赋型性）而使用了由不连续碳纤维形成的基材的CFRP中，目前为止尚不存在机械特性具有那样高的各向异性的CFRP。如此，难以得到兼顾赋型性和特定方向的机械特性的材料。连续玻纤预浸片材增强热塑性塑料蜂窝复合片材具有优异的拉伸强度、弯曲强度模量、高低温冲击强度等，并具有相对较低的密度和可回收利用等特点；但是已有技术由多层材料复合生产的塑料蜂窝复合片材，上下表层材料和蜂窝芯层多采用粘结剂粘结，但连接牢固性不足，极易发生脱胶分层，直接影响片材的使用寿命。

干式碳纤维基材中含浸基体树脂成型为 CFRP 的方法中，使用利用连续的碳纤维形成的基材而成型得到的 CFRP 的机械特性优异，但在赋型或成型阶段由于连续碳纤维难以活动，因此成型为期望形状的成型性（赋型性）差。另一方面，使用利用不连续的碳纤维形成的基材而成型得到的 CFRP 中，由于碳纤维容易活动，因此成型性（赋型性）优异，但只能得到机械特性低的成型品。

磁性塑料主要是指带有磁性的塑料制品，具有密度小、耐冲击强度大等特点，其制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，被广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领域。同时，可加工成尺寸精度高、薄壁、复杂性状的制品，可成型带嵌件制品，实现电磁设备的小型化、轻量化、精密化和高性能化。因此，在某些新的领域，烧结磁体正在逐步被磁性塑料代替。同时，磁性塑料比烧结磁体耗能低，完全符合国家建设资源节约型、环境友好型社会的战略部署。我国的磁性塑料发展较晚，但近年来发展迅速，已经进入了实用阶段，广泛用于航空航天、汽车、彩电、计算机、复印机等领域。在计算机软驱电机、复印机显影辊、定影辊、汽车集成仪表、机械手、机器人的控制元件等方面，磁性塑料已经取代了传统烧结磁体。

但现有的磁性塑料多是在塑料中直接添加铁粉，成为复合的磁性塑料，但是铁粉与塑料本体的结合较差，导致磁性塑料的性能不稳定；或者粉末在塑料本体中易于团聚，分散性差，使得磁性塑料不均一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种负载铁粉多孔碳取向增强塑料片材的方法，解决了机械性能不好、力学性能较差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种负载铁粉多孔碳取向增强塑料片材的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1准备原料：按重量份，聚烯烃树脂80-85份，偶联剂8-10份，天然纤维30-40份，水溶性乳液12-15份，造孔剂3-5份，铁粉悬浮液12-15份，分散剂3-5份，填充剂15-18份，塑化剂5-7份，抗静电剂8-12份；

S2制备铁粉悬浮液：将S1步骤中铁粉加入有机醇溶液中搅拌8-15min，得到铁粉悬浮液待用；

S3活化天然纤维：将S1步骤中天然纤维在氮气氛围中水蒸气活化30-45min得到活化天然纤维；