一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用,屬于新型環(huán)保材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)合材料含有均聚PP、共聚PP、長碳纖維等,具有密度低、強(qiáng)度大等特性,在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料,并可以有效提升產(chǎn)品性能,降低產(chǎn)品重量,為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展開拓了新的方向。
【專利說明】
一種長碳纖維増強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料及其應(yīng)用,尤其涉及一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料及其應(yīng)用,屬于新型環(huán)保材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] LFT,長纖維增強(qiáng)熱塑性材料,英文是Long Fiber reinforced Thermoplastics。 早在20世紀(jì)80年代,歐美國家就提出了 LFT的概念。只是,由于當(dāng)時的纖維浸漬技術(shù)以及長 纖維粒料的注塑、模壓成型工藝及生產(chǎn)設(shè)備相對落后,再加上當(dāng)時人們在熱塑性塑料的短 纖增強(qiáng)、填充及其他改性技術(shù)的研究及應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)步,從而導(dǎo)致對LFT技術(shù)的 研究進(jìn)步緩慢。20世紀(jì)90年代中期,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,以及人們對環(huán)保及節(jié)能意識 的增強(qiáng),尤其是能源危機(jī)、石油漲價,促使汽車輕量化成為新型汽車的發(fā)展趨勢,也使得人 們再次將注意力轉(zhuǎn)向到了 LFT的研究和開發(fā)上。LFT-D是長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在線直 接生產(chǎn)制品的一種工藝技術(shù),它區(qū)別于GMT和LFT-G的關(guān)鍵因素是半成品步驟被省去了,在 材料的選擇上也更加靈活。在LFT-D技術(shù)中,不僅纖維的含量和長度,而且連其基體聚合物 也可以直接調(diào)整到最終部件的要求。通過添加劑的用量多少可以改變和影響制品的機(jī)械性 能和特殊應(yīng)用材料的特性,如熱穩(wěn)定性、著色性、紫外穩(wěn)定性以及纖維與基體的粘結(jié)特性 等,這也意味著每一種特殊應(yīng)用都可以通過LFT-D獲得其獨(dú)特的材料配方。
[0003] 目前LFT-D使用的增強(qiáng)材料以玻璃纖維為主,其密度在1.3g/cm3,其力學(xué)強(qiáng)度(包 括彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等)只相當(dāng)于同等纖維紗含量的SMC的60 %左右。
[0004] 國際上C-LFT-D技術(shù)尚處于發(fā)展初期,屬于先進(jìn)前沿技術(shù),尚未實(shí)現(xiàn)批量工業(yè)化應(yīng) 用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷提供一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑 性高性能復(fù)合材料,該復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、密度低等優(yōu)勢。此外,本發(fā)明進(jìn)一步提供該長 碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明所述技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007] 一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其由其由重量百分比為60~80%的熔 融混合物與重量百分比為20~40%的等長度的碳纖維絲制備而成。
[0008]上述長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,所述熔融混合物中含有重量比為1~ 5:1的均聚PP、共聚PP;占 PP總重量0.2~0.5%的含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油; 占 PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗 氧化劑DLTP組成的混合載體。
[0009]上述長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑與24# 白油的重量比為1: 5;所述混合載體中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326 或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為1:2:1:1。
[0010] 上述長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,所述等長度的碳纖維絲的長度為 25.4mm,由48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲定長切割而成。
[0011] -種制備上述長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的方法,包括如下步驟:
[0012] (1)均聚PP與共聚PP的重量比為1~5:1在高速混合釜內(nèi)混合,然后加入PP總重量 0.2~0.5%的含有冊-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油,所述!^-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑與 24#白油的重量比為1:5,對PP進(jìn)行共混改性,得共混改性PP,備用;
[0013] (2)向步驟(1)中所得的共混改性PP中加入PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、 分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體,所述混合 載體中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量 比為1:2:1:1,經(jīng)高速攪拌混合均勻,得混合物,備用;
[0014] (3) -級雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60~80 %,各加熱段 的溫度控制在200°C~230°C,步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級雙螺桿擠出機(jī)熔融,得熔融混合 物,備用;
[0015] (4)自動切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20~40%,將48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動切割設(shè)備,對其進(jìn)行定長切割,長度為25.4mm,得等 長度的碳纖維絲,備用;
[0016] (5)將步驟(4)所得等長度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上,通過 二級雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長度的碳纖維絲進(jìn)行混配,調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min,在保證等長度的碳纖維絲浸潤完全的前提下,降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min,減少對碳纖維的長度的損壞;
[0017] (6)由二級雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料,即為所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0018]上述長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料在取代傳統(tǒng)金屬材料或熱固性材料方 面的應(yīng)用。
[0019] 進(jìn)一步的,所述應(yīng)用為在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆 蓋件等領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料。
[0020] 本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其使用的物料均為現(xiàn)有技術(shù) 中可直接獲得的材料,如,均聚PP為均聚聚丙烯,共聚PP為共聚聚丙烯,EBS為Ν. Ν' -1、2_乙 二基雙十八(碳)酰胺,UV326為2'-(2'_羥基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑,GW-944為聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶 基)亞氨基]-1,6-己二撐[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]},DLTP為硫代二丙酸雙月 桂酯等。
[0021 ]本發(fā)明在傳統(tǒng)G-LFT-D基礎(chǔ)上,結(jié)合
【申請人】在碳纖、碳?xì)诸I(lǐng)域的優(yōu)勢,著力開發(fā)了 長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料(C-LFT-D)。本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性 能復(fù)合材料由特定的物料配比與特定的制備工藝而得,與傳統(tǒng)G-LFT-D(PP)相比,密度降低 了 17.39 %,拉伸強(qiáng)度提高了425.00%,彎曲強(qiáng)度提高了320.00%,沖擊強(qiáng)度提高了 550.00%。由于本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料具有良好的材料特性, 在航空航天器部件、軌道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域可以取代傳統(tǒng)金屬材 料和熱固性材料,并可以有效提升產(chǎn)品性能,降低產(chǎn)品重量,為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展開拓了新的 方向。
【附圖說明】
[0022] 圖1本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明,但只是用于幫助理解本發(fā) 明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明,不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
[0024]實(shí)施例1本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備 [0025]組成:
[0026]長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其由重量比為70%的熔融混合物與重量比 為30%等長度的碳纖維絲制備而成;所述熔融混合物中含有10kg的均聚PP、5kg共聚PP, 0.045kg含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油,0.45kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑為 0.0075kg,所述24#白油為0.0375kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.09kg、分散劑200目 EBS為0.18kg、紫外線吸收劑UV326為0.09kg、抗氧化劑DLTP為0.09kg;所等長度的碳纖維絲 的長度為25.4臟,由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長切割而成。
[0027]制備方法,包括如下步驟:
[0028] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合,然后加入含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油,對PP進(jìn)行共混改性,得共混改性PP,備用;
[0029] (2)向步驟(1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體,經(jīng)高速攪拌混合均勻,得混合物,備用;
[0030] (3) -級雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的70%,各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C,步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級雙螺桿擠出機(jī)熔融,得熔融混合物, 備用;
[0031] (4)自動切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的30%,將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動切割設(shè)備,對其進(jìn)行定長切割,長度為25.4mm,得等長度的 碳纖維絲,備用;
[0032] (5)將步驟(4)所得等長度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上,通過 二級雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長度的碳纖維絲進(jìn)行混配,調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min,在保證等長度的碳纖維絲浸潤完全的前提下,降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min,減少對碳纖維的長度的損壞;
[0033] (6)由二級雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料,即為所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0034]實(shí)施例2本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備
[0035] 組成:
[0036] 長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其由重量比為60%的熔融混合物與重量比 為40%等長度的碳纖維絲制備而成;所述熔融混合物中含有5kg的均聚PP、5kg共聚PP, 0.02kg含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油,0.1 kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑 為0.003kg,所述24#白油為0.018kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.02kg、分散劑200目 EBS為0.04kg、紫外線吸收劑GW-944為0.02kg、抗氧化劑DLTP為0.02kg;所等長度的碳纖維 絲的長度為25.4臟,由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長切割而成。
[0037]制備方法,包括如下步驟:
[0038] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合,然后加入含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油,對PP進(jìn)行共混改性,得共混改性PP,備用;
[0039] (2)向步驟(1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體,經(jīng)高速攪拌混合均勻,得混合物,備用; [0040] (3) -級雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60%,各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C,步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級雙螺桿擠出機(jī)熔融,得熔融混合物, 備用;
[0041 ] (4)自動切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的40%,將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動切割設(shè)備,對其進(jìn)行定長切割,長度為25.4mm,得等長度的 碳纖維絲,備用;
[0042] (5)將步驟(4)所得等長度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上,通過 二級雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長度的碳纖維絲進(jìn)行混配,調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min,在保證等長度的碳纖維絲浸潤完全的前提下,降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min,減少對碳纖維的長度的損壞;
[0043] (6)由二級雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料,即為所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0044] 實(shí)施例3本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的制備
[0045] 組成:
[0046] 長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其由重量比為80%的熔融混合物與重量比 為20%等長度的碳纖維絲制備而成;所述熔融混合物中含有25kg的均聚PP、5kg共聚PP, 0.15kg含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油,1.5kg的由增韌劑SY-PP、分散劑200目 EBS、紫外線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體;所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑為 0.025kg,所述24#白油為0.125kg;所述混合載體中增韌劑SY-PP為0.3kg、分散劑200目EBS 為0.6kg、紫外線吸收劑UV326為0.3kg、抗氧化劑DLTP為0.3kg;所等長度的碳纖維絲的長度 為25.4臟,由171500-121(連續(xù)碳纖維絲定長切割而成。
[0047]制備方法,包括如下步驟:
[0048] (1)均聚PP與共聚PP在高速混合釜內(nèi)混合,然后加入含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián) 劑的24#白油,對PP進(jìn)行共混改性,得共混改性PP,備用;
[0049] (2)向步驟(1)中所得的共混改性PP中加入由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326、抗氧化劑DLTP組成的混合載體,經(jīng)高速攪拌混合均勻,得混合物,備用; [0050] (3) -級雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的80%,各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C,步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級雙螺桿擠出機(jī)熔融,得熔融混合物, 備用;
[0051 ] (4)自動切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20%,將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動切割設(shè)備,對其進(jìn)行定長切割,長度為25.4mm,得等長度的 碳纖維絲,備用;
[0052] (5)將步驟(4)所得等長度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上,通過 二級雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長度的碳纖維絲進(jìn)行混配,調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230 °C 及轉(zhuǎn)速150r/min,在保證等長度的碳纖維絲浸潤完全的前提下,降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速 至120r/min,減少對碳纖維的長度的損壞;
[0053] (6)由二級雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料,即為所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù) 合材料。
[0054]實(shí)施例4使用本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備轎車的前保 險杠
[0055] (1)根據(jù)工藝要求,對二階段雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料進(jìn)行定長定量切斷,即按照 產(chǎn)品的重量,輸入自動切割系統(tǒng)中,設(shè)備自動定長定量切斷,通過保溫160~180°C,輸送通 道輸送到合適的位置,利用機(jī)械手將材料從保溫輸送帶上取下,放置到模具中;
[0056] (2)鋪料結(jié)束后壓機(jī)下行壓制并加壓;
[0057] (3)保壓,當(dāng)達(dá)到規(guī)定的壓力值20000KN后進(jìn)行保溫保壓70s;
[0058] (4)產(chǎn)品脫模,壓機(jī)開模后,抽芯退回,頂出產(chǎn)品;
[0059] (5)取產(chǎn)品,待產(chǎn)品完全脫離模具后,使用機(jī)械手或人工將產(chǎn)品從模具上取出,放 置到工裝上;
[0060] (6)后處理,打磨掉產(chǎn)品飛邊,禁止磕碰劃傷產(chǎn)品,產(chǎn)品邊緣也不得有鋸齒等不良 現(xiàn)象;
[0061] (7)對產(chǎn)品表面處理,消除產(chǎn)品表面的脫模劑及缺陷;
[0062] (8)噴漆處理,包括底漆、中涂、面漆、清漆等;
[0063] (9)獲得轎車的前保險杠。
[0064]實(shí)施例5使用本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料制備轎車的后擾 流板
[0065] (1)根據(jù)工藝要求,對二階段雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料進(jìn)行定長定量切斷,即按照 產(chǎn)品的重量,輸入自動切割系統(tǒng)中,設(shè)備自動定長定量切斷,通過保溫160~180°C,輸送通 道輸送到合適的位置,利用機(jī)械手將材料從保溫輸送帶上取下,放置到模具中;
[0066] (2)鋪料結(jié)束后壓機(jī)下行壓制并加壓;
[0067] (3)保壓,當(dāng)達(dá)到規(guī)定的壓力值15000KN后進(jìn)行保溫保壓55s;
[0068] (4)產(chǎn)品脫模,壓機(jī)開模后,抽芯退回,頂出產(chǎn)品;
[0069] (5)取產(chǎn)品,待產(chǎn)品完全脫離模具后,使用機(jī)械手或人工將產(chǎn)品從模具上取出,放 置到工裝上;
[0070] (6)后處理,打磨掉產(chǎn)品飛邊,禁止磕碰劃傷產(chǎn)品,產(chǎn)品邊緣也不得有鋸齒等不良 現(xiàn)象;
[0071] (7)對產(chǎn)品表面處理,消除產(chǎn)品表面的脫模劑及缺陷;
[0072] (8)噴漆處理,包括底漆、中涂、面漆、清漆等;
[0073] (9)獲得轎車的后擾流板。
[0074]測試?yán)?本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料性能測試
[0075]依據(jù) 681463、68/1'1447-2005、68/1'1449-2005、68/11451-2005中規(guī)定,對本發(fā)明實(shí) 施例1所制備的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料與傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(G-LFT-D)進(jìn)行了性能測試,見表1。
[0076] 表1材料性能對比表
[0077]
[0078]由表1結(jié)果可知,本發(fā)明所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料與傳統(tǒng)G-LFT-D(PP)相比,密度降低了 17.39%,拉伸強(qiáng)度提高了 425.00%,彎曲強(qiáng)度提高了 320.00%,沖擊強(qiáng)度提高了550.00%,具有非常好的材料特性,可以在航空航天器部件、軌 道交通車輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料,并可以有 效提升產(chǎn)品性能,降低產(chǎn)品重量。
[0079]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,并不用以限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來 說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出的若干改進(jìn)、潤飾、等同替換,均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其特征在于,其由重量百分比為60~ 80%的熔融混合物與重量百分比為20~40%的等長度的碳纖維絲制備而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其特征在于,所述熔融 混合物中含有重量比為1~5:1的均聚PP、共聚PP;占 PP總重量0.2~0.5%的含有冊-101型 號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油;占 PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外 線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其特征在于,所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑與24#白油的重量比為1:5;所述混合載體中增韌劑SY-PP、分散劑200 目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為1:2:1:1。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料,其特征在于,所述等長 度的碳纖維絲的長度為25.4mm,由48根UT500-12K連續(xù)碳纖維絲定長切割而成。5. -種權(quán)利要求4所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料的方法,其特征在于,包 括如下步驟: (1) 均聚PP與共聚PP的重量比為1~5:1在高速混合釜內(nèi)混合,然后加入PP總重量0.2~ 〇. 5 %的含有HY-101型號鋁酸酯偶聯(lián)劑的24#白油,所述HY-101型號鈦酸酯偶聯(lián)劑與24#白 油的重量比為1:5,對PP進(jìn)行共混改性,得共混改性PP,備用; (2) 向步驟(1)中所得的共混改性PP中加入PP總重量1 %~5%的由增韌劑SY-PP、分散 劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP組成的混合載體,所述混合載體 中增韌劑SY-PP、分散劑200目EBS、紫外線吸收劑UV326或GW-944、抗氧化劑DLTP的重量比為 1:2:1:1,經(jīng)高速攪拌混合均勻,得混合物,備用; (3) -級雙螺桿擠出機(jī)設(shè)定混合物輸出量為最終產(chǎn)品重量的60~80%,各加熱段的溫 度控制在200 °C~230 °C,步驟(2)所得混合物經(jīng)過一級雙螺桿擠出機(jī)熔融,得熔融混合物, 備用; (4) 自動切割設(shè)備設(shè)定碳纖維輸出量為最終產(chǎn)品重量的20~40%,將48根UT500-12K連 續(xù)碳纖維絲通過輸送管道到自動切割設(shè)備,對其進(jìn)行定長切割,長度為25.4mm,得等長度的 碳纖維絲,備用; (5) 將步驟(4)所得等長度的碳纖維絲掉落到步驟(3)所得的熔融混合物上,通過二級 雙螺桿擠出機(jī)將熔融混合物和等長度的碳纖維絲進(jìn)行混配,調(diào)節(jié)溫度為200 °C~230°C及轉(zhuǎn) 速150r/min,在保證等長度的碳纖維絲浸潤完全的前提下,降低雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速至 120r/min,減少對碳纖維的長度的損壞; (6) 由二級雙螺桿擠出機(jī)擠出的材料,即為所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材 料。6. 權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的長碳纖維增強(qiáng)熱塑性高性能復(fù)合材料在取代傳統(tǒng)金屬 材料或熱固性材料方面的應(yīng)用。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用,其特征在于,該應(yīng)用為在航空航天器部件、軌道交通車 輛外覆蓋件、高端轎車外覆蓋件等領(lǐng)域取代傳統(tǒng)金屬材料和熱固性材料。
【文檔編號】C08K13/04GK105968561SQ201610350148
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳朝, 張潔, 李勛成, 公茂利
【申請人】河北立格環(huán)??萍脊煞萦邢薰?br>