[发明专利]高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：聚甲醛51～76%、经表面处理的增强纤维23～48%、抗氧剂0.5～1%、成核剂0.5～1%。

2.根据权利要求1所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述增强纤维为碳纤维或碳纤维与玻璃纤维的复合纤维，碳纤维和玻璃纤维均经偶联剂表面处理。

3.根据权利要求2所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述碳纤维采用异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯表面处理；所述的玻璃纤维采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷表面处理。

4.根据权利要求2所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述碳纤维在聚甲醛复合材料中的质量百分含量13～28%。

5.根据权利要求1所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述成核剂选自氮化硼、碳酸钙或聚酰胺。

6.根据权利要求1所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维长丝，纤维直径5.0～7.0μm，抗拉伸强度为3.5～7.0GPa，弹性模量＞200GPa；所述玻璃纤维为长玻璃纤维，纤维直径6～20μm。

7.根据权利要求1－6任意一项所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述聚甲醛为共聚聚甲醛，熔融指数为9～28g/10min。

8.根据权利要求1－6任意一项所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为二缩三乙二醇双[β-（3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基]丙酸酯、四[β-（3-5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种。

9.一种高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料的制备方法，采用权利要求1所述的原料配比，其特征在于，该方法步骤为：（1）对碳纤维长丝进行表面处理：首先在350℃～450℃有氧条件下高温处理10～60min，再将钛酸酯偶联剂溶液涂覆在碳纤维表面，最后在真空干燥；

（2）对玻璃纤维进行表面处理：将玻璃纤维浸泡在预先配制的硅烷偶联剂溶液内，偶联剂溶液各组分的体积比为乙醇:水:硅烷偶联剂=90:7:3，浸泡20～60min后，真空干燥；

（3）将聚甲醛真空干燥后，与抗氧剂、成核剂混合并在高速搅拌机中搅拌均匀，得到聚甲醛预混料；

（4）将聚甲醛预混料放入双螺杆挤出机主喂料槽，经表面处理后的长纤维在双螺杆挤出机自然排气口加入，进行挤出、拉条、冷却、造粒，真空干燥后得到聚甲醛复合材料粒料。

10.根据权利要求9所述的高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，双螺杆挤出机的料筒各段温度控制在160～175℃，机头温度为170℃；螺杆转速110～130r·min^-1，主喂料转数15～30r·min^-1。