[发明专利]一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，包括以下质量份数原料聚丙烯50～70份、碳纤维3～10份、木纤维3～10份、陶瓷纤维3～10份、硬脂酸钙2～10份、抗氧化剂1～5份、紫外线吸收剂0.1～2份、溶剂5～20份；本发明针对现有聚丙烯材料强度低、耐热性差的问题，通过复合多种纤维和聚丙烯配合，协调聚丙烯改性时遇到的刚性和韧性矛盾具有良好的效果，制得的聚丙烯复合材料具有良好的力学性能、高热性和增韧性强。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体涉及一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一，具有密度低、耐腐蚀、电绝缘性等特点，广泛运用于机械、电力、纺织等多个领域，然而，聚丙烯的缺点也较为明显，如，刚性不足，韧性不足，热稳定性差，限制了聚丙烯在高温或高强度领域的应用。

目前，聚丙烯材料的使用一般是与其它材料进行复合，利用其它材料的优势弥补聚丙烯材料的不足，常见增加聚丙烯材料刚性的方法是添加玻璃纤维，然而，单纯的玻璃纤维增强聚丙烯材料的刚性，会降低韧性和耐热性。使用其它功能性材料对聚丙烯改性时，不可避免的会遇到刚性、韧性、耐热性的矛盾，无法同时具有刚性、韧性、耐热性的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料及制备方法，针对现有聚丙烯材料强度低、耐热性差的问题，通过复合多种纤维和聚丙烯配合，协调聚丙烯改性时遇到的刚性和韧性矛盾具有良好的效果，制得的聚丙烯复合材料具有良好的力学性能、高热性和增韧性强。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料，包括以下质量份数原料：

所述高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将质量份数的碳纤维、木纤维、陶瓷纤维和溶剂，温度为55～60℃保温搅拌1～2小时，混合均匀，得到纤维溶液；再分别加入质量份数的硬脂酸钙、抗氧化剂、紫外线吸收剂和聚丙烯，搅拌均匀；并以120r/min的速度持续搅拌2h，后放入到干燥箱中，105℃干燥8h，得到混合物；

步骤二：将步骤一的混合物倒入混炼机中，以200～500r/min的速度预混10～30min，再转移至放入双螺旋挤出机中，设置温度180～220℃，双螺杆转速30r/min，进行挤出造粒，将颗粒放入干燥箱中，105℃，干燥5h，得到高耐热性纤维增强聚丙烯复合材料。

所述碳纤维、木纤维和陶瓷纤维均为短切纤维，纤维长度为10～20mm。

所述硬脂酸钙的细度为99wt％且能通过200μm筛网。

所述抗氧化剂为抗氧剂264和抗氧剂168按照质量比为1：1混合。

所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂UV-531；所述溶剂为无水乙醇或去离子水。

所述碳纤维为改性碳纤维，取体积比碳纤维：浓硫酸＝3：2放入聚四氟乙烯容器中进行微波加热，微波的功率为300W，时间为20min，再加入体积份数2份的马来酸酐或丙烯酸或甲基丙烯酸，水浴加热，水浴温度60～90℃，水浴加热时间5～8h，冷却到室温，得到改性碳纤维。

所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维或氧化铝纤维，其表面用铝酸酯偶联剂处理5h，105℃干燥后得到的陶瓷纤维。

本发明的有益效果：