[发明专利]一种轻质高强的碳纤维复合塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强的碳纤维复合塑料及其制备方法，各组分原料如下，按照重量份数计，包括聚丙烯15‑20份、碳纤维5‑8份、聚乙烯5‑7份、缩醛树脂5‑10份、增塑剂2‑4份、抗老化剂5‑7份、润滑剂2‑4份、阻燃剂2‑4份、着色剂1‑3份，抗老化剂由甲基锡热稳定剂、2，4‑二羟基二苯甲酮、硅酮母料、苯酚组成，润滑剂由硬脂酸钠、硬脂酸镁组成，增塑剂由环脂肪酸甲酯、正丁醛组成，阻燃剂由磷酸三甲苯酯、三聚氰胺氰尿酸盐组成。本发明加入了碳纤维具有良好的刚性强度，外部进行了酚醛树脂包裹，并对包裹的酚醛树脂进行改性，增加了产品的抗冲击强度的优点。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料技术领域，具体为一种轻质高强的碳纤维复合塑料及其制备方法。

背景技术

碳纤维是目前非常热门的材料，碳纤维质量轻、硬度高，与塑料进行掺杂能达到意想不到的效果，使得碳纤维的复合塑料发展迅速。

市面上常见的碳纤维复合材料都是直接进行掺杂，得到产品，由于碳纤维的本身特性，表面上有一层胶体膜，这层胶体膜能够阻碍碳纤维和聚丙烯或者聚乙烯的粘合度，粘合度下降，在使用过程中会发生脱离，使用寿命缩减，造成不必要的损失。碳纤维复合塑料在制备过程中，不能够保证碳纤维全部包裹在聚丙烯、聚乙烯内部，会有部分的碳纤维裸露在外，又因为碳纤维的自身性质，当阳光照射时会对裸露在外的碳纤维造成损耗，最终使得产品的整体质量下降，因此发明一种轻质高强的碳纤维复合塑料及其制备方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质高强的碳纤维复合塑料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种轻质高强的碳纤维复合塑料各组分原料如下，按照重量份数计，包括聚丙烯15-20份、碳纤维5-8份、聚乙烯5-7份、缩醛树脂5-10份、增塑剂2-4份、抗老化剂5-7份、润滑剂2-4份、阻燃剂2-4份、着色剂1-3份。

进一步的，所述抗老化剂各组分原料如下，按照重量份数计，甲基锡热稳定剂10-15份、2，4-二羟基二苯甲酮1-3份、硅酮母料1-3份、苯酚4-8份。

进一步的，所述润滑剂各组分原料如下，按重量份数计，硬脂酸钠2-4份、硬脂酸镁2-4份。

进一步的，所述增塑剂由环脂肪酸甲酯、正丁醛组成。

进一步的，所述阻燃剂各组分原料如下，按重量份数计，磷酸三甲苯酯1-3份、三聚氰胺氰尿酸盐1-2份。

一种轻质高强的碳纤维复合塑料的制备方法，步骤如下，

(1)将碳纤维放入到溶剂中，200-300r/min搅拌，用水冲洗3次，晾干，等待备用；

(2)将聚丙烯、聚乙烯混合，加热至200-250℃，变成熔融状态，搅拌500-600r/min，搅拌均匀，加入甲基锡热稳定剂、2，4-二羟基二苯甲酮，搅拌，得到混合物A；

(3)向混合物A中加入磷酸三甲苯酯和三聚氰胺氰尿酸盐，加热，温度为180-200℃，500-600r/min搅拌，得到混合物B；

(4)向混合物B中加入缩醛树脂、环脂肪酸甲酯、苯酚、硅酮母料、碱液，加热至170-180℃，500-600r/min搅拌，得到混合物C；

(5)将混合物C从放入到密闭容器中，通入空气进行加压，压力为0.2-0.3MPa，加入溴水和正丁醛，通入氮气，加热至165-170℃，得200-300r/min搅拌，反应1-3h，取出，得到混合物D；

(6)向混合物D中加入步骤(1)得到的碳纤维，搅拌均匀后，开始降温；

(7)当温度降到170℃时，向混合物D中加入硬质酸钠和硬脂酸镁；