[发明专利]无人机用色母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无人机用色母粒及其制备方法，其中无人机用色母粒，包括以下以重量份数计的组分混合制得：活性碳纤维15‑20份；聚丙烯树脂25‑30份；聚醚酰亚胺22‑27份；无机填料10‑15份；抗氧剂0.5‑1.2份；光稳定剂0.2‑0.7份；其中，活性碳纤维经过以下方法制得，碳纤维在质量分数为65‑68%的浓硝酸中回流1.5‑2h，水洗至中性后烘干，分散于硅烷偶联剂的醇溶液浸泡20‑30min，取出烘干得到活性碳纤维；硅烷偶联剂的醇溶液包括体积比为1：4：0.4的硅烷偶联剂、乙醇和水，调节pH为4‑5。本方案制得的无人机用色母粒其具有强度高、延缓老化、质量轻的优点。

技术领域

本发明涉及轻质色母粒领域，更具体的说，它涉及一种无人机用色母粒及其制备方法。

背景技术

随科技不断进步，无人机在民用领域逐渐兴起。无人机的机身也逐渐向轻量化、耐冲击、耐磨方向转化。目前无人机机身材料基本的结构材料主要包括聚碳酸酯、聚醚酰亚胺等结构材料。为了进一步增加结构材料的力学性能，通常在结构材料中加入增强纤维。

申请公布号为CN102936412A的专利公开了一种碳纤维增强聚醚酰亚胺/聚苯硫醚复合材料及其制备方法，该专利中预先将聚醚酰亚胺、聚苯硫醚和润滑剂搅拌混合形成预混物，预混物和碳纤维混合加入双螺杆挤出机，二者混合从双螺杆挤出机挤出、切粒。

由于碳纤维表面比较光滑，碳纤维与聚醚酰亚胺、聚苯硫醚的界面结合较弱，碳纤维在聚醚酰亚胺、聚苯硫醚中的分散性能较差，使用时，碳纤维容易出现拔出现象，进而影响聚醚酰亚胺/聚苯硫醚复合材料的强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机用色母粒，其具有强度高、延缓老化、质量轻优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无人机用色母粒，包括以下以重量份数计的组分混合制得：

其中，活性碳纤维经过以下方法制得，碳纤维在质量分数为65-68％的浓硝酸中回流1.5-2h，水洗至中性后烘干，分散于硅烷偶联剂的醇溶液浸泡20-30min，取出烘干得到活性碳纤维；硅烷偶联剂的醇溶液包括体积比为1:4:0.4的硅烷偶联剂、乙醇和水，调节pH为4-5。

优选地，一种无人机用色母粒，包括以下以重量份数计的组分混合制得：

采用以上技术方案，聚丙烯树脂和聚醚酰亚胺作为基本的结构材料，在结构材料中加入活性碳纤维代替部分结构材料，降低结构材料的重量，同时提高结构材料之间的连接强度。由于活性碳纤维由碳纤维预先经过硝酸氧化处理，其表面的羟基、羧基等含氧官能团含量增加，活性碳纤维与结构材料之间依靠分子间作用力结合，增加活性碳纤维与结构材料之间的连接强度。此外，在结构材料中加入无机填料，一方面降低成本，减少结构材料的使用；另一方面，颗粒状的无机填料在与其他物质熔融混合的过程中，促进各组分之间的混合，进一步提高结构材料的强度。由于无人机通常在室外作业，色母粒还包括抗氧剂和光稳定剂，提高色母粒的结构稳定性。

进一步地，无机填料包括质量比为3:1的补强剂和遮光剂，补强剂为蒙脱土、碳酸钙、云母或者层状沸石中的一种或几种；遮光剂为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或者纳米氧化锌。

进一步地，补强剂的粒径为200-400目，遮光剂的粒径为10-100nm。

采用以上技术方案，选用具有层状结构的补强剂加入到色母粒中，层状结构的补强剂在挤出过程中，各层之间发生相对滑移，与活性碳纤维、聚丙烯树脂、聚醚酰亚胺、抗氧剂和光稳定剂混合时，补强剂起到促进各组分之间混合均匀，同时具有提高色母粒强度的效果。选择粒径为10-100nm的遮光剂加入到色母粒中，遮光剂能够遮挡紫外线，延缓色母粒老化。补强剂和遮光剂结合，遮光剂可均匀分散在层状的补强剂或者活性碳纤维中，避免遮光剂团聚。