[发明专利]一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料及其制备方法，本发明高强度易喷漆聚丙烯复合材料包括以下重量份原料：聚丙烯树脂68‑72份、改性碳纤维20‑25份、相容剂5‑8份，抗氧剂0.3‑0.5份，所述改性碳纤维通过上浆剂浸泡处理的碳纤维。本发明先采用上浆剂对碳纤维进行处理，提高碳纤维的表面活性，在聚丙烯分散性好，可以提高材料的强度；处理后的碳纤维存在羟基基团，可以有效的提升材料的表面张力，提高与油漆的附着力。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体的是一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料。

背景技术

当前，汽车工业面临着节能减排的巨大压力，使用轻质的复合材料实现车身轻量化是有效的解决措施之一，碳纤维增强聚合物基复合材料具有质轻、高强、化学稳定性好、可设计性强等优点，在航空航天、高铁动车、汽车等领域应用广泛。但是碳纤维表面光滑，活性官能团的含量少，表面呈惰性等特点影响了碳纤维与树脂基体之间的界面结合性能，从而影响了碳纤维复合材料整体优异性能的发挥。纤维的长径比比滑石粉填充要高很多，会出现浮纤、玻纤外漏、分散不均等问题。因此，其油漆附着力的提升也更困难。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料及其制备方法，在保证该复合材料在满足正常使用的情况下，也有优异的油漆附着力。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料，包括以下重量份原料：聚丙烯树脂68-72份、改性碳纤维20-25份、相容剂5-8份，抗氧剂0.3-0.5份，所述改性碳纤维通过上浆剂浸泡处理的碳纤维。

进一步优选地，聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。

进一步优选地，碳纤维为3-6mm的聚丙烯腈(PAN)纤维。

进一步优选地，上浆剂为聚乙烯亚胺类、聚醚胺丙酮溶液的至少一种。

进一步优选地，抗氧剂为烷基单酚抗氧剂、氮杂环多酚类抗氧剂、硫代双酚抗氧剂中的至少一种。

进一步优选地，相容剂为羧酸类、酸酐类相容剂中的至少一种。

一种高强度易喷漆聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将碳纤维置于烧瓶中，倒入浓硝酸置液面刚好淹没纤维表面，100℃氧化1.5h，用热的去离子水清洗碳纤维，至清洗液PH值达至7，烘干，再浸泡在上浆剂里，10s后捞出，烘干制得上浆处理碳纤维。

S2、按配比称取聚丙烯树脂、抗氧剂和相容剂加入到高速搅拌机中混合3～5min，得到混合物料；

S3、将步骤S2中制得的混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，将步骤S1中的上浆处理碳纤维经过第一段自然排气口侧边加入，经熔融、挤出、干燥制得高强度易喷漆聚丙烯复合材料。

进一步优选地，双螺杆挤出机料筒温度为190～220℃，螺杆转速为400～500r/min，主机转速为18～22Hz，真空度为-0.06～-0.08MPa。

本发明的有益效果：

本发明利用上浆剂对碳纤维进行浸泡，聚乙烯亚胺类、聚醚胺等含有大量的羟基基团，可以提高树脂对碳纤维表面相容性，提高界面粘结性能，从而提高其在聚合物材料的分散性，提高材料的强度；同时，处理后的碳纤维存在羟基基团，可以有效的提升材料的表面张力，提高与油漆的附着力。

具体实施方式