一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法，由以下重量份原料制成：聚丙烯85?95份、碳纖維5?10份和發(fā)泡母料3?5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由以下原料制成：聚乙烯60?70份、發(fā)泡劑20?30份、成核劑3?5份、氧化鋅0.5?1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ?201 0.5?1份、PE蠟3?5份和硬脂酸鋅0.5?1份。本發(fā)明所制備的聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，拉伸強度達(dá)到35.9MPa，沖擊強度達(dá)到了56.1k J/m2，彎曲模量達(dá)到1620MPa。
【專利說明】
-種聚丙稀微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種聚丙締復(fù)合材料，尤其是一種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二十一世紀(jì)的前十年，中國乃至全世界的各個經(jīng)濟體在全球范圍內(nèi)對新能源、新 材料的研究和開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了新的更高的層面，大分子聚合物的蓬勃發(fā)展對于新材料領(lǐng)域 的開發(fā)提供了新起點，新契機，對聚合物的要求要求也趨向多功能化，上個世紀(jì)八十年代由 麻省理工學(xué)院提出的微發(fā)泡聚合物新技術(shù)，顯著地提高了材料的力學(xué)性能，同時賦予聚合 物優(yōu)異的嶄新的性能，成為了眾多科研人員研究的新領(lǐng)域、新方向，微孔發(fā)泡材料一般而 言，泡孔的直徑比較小，約在Iwii~lOOwn，泡孔分布均勻。泡孔的存在使得聚合物材料內(nèi)部 具有較大的初性，類似于彈性顆粒增初聚合物材料的作用，在受到單向外力或者多向外力 的作用下，能夠在泡孔附近產(chǎn)生大量的銀紋和剪切帶，吸收外力作用下產(chǎn)生的能量，達(dá)到增 初的效果。開辟了一條聚合物功能化、低成本化、高性能化的技術(shù)路線，當(dāng)前美國、德國、日 本等工業(yè)經(jīng)濟強國正在致力于替代傳統(tǒng)發(fā)泡的高性能發(fā)泡材料，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，聚丙締 微發(fā)泡塑料被認(rèn)為是PS和PE泡沫塑料的替代品。注塑成型工藝技術(shù)能夠制備截面制品復(fù) 雜，具有特定的花紋，形狀的聚合物發(fā)泡材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的計算機控制，因而聚合物 微孔發(fā)泡技術(shù)受到越來越多的關(guān)注，諸如美國、日本等都在加緊研發(fā)注塑發(fā)泡成型的工藝 和設(shè)備，通過簡單的物理或者化學(xué)的發(fā)泡方法將低分子氣體，或者能夠經(jīng)過加熱分解放出 氣體的發(fā)泡劑與烙融狀態(tài)的樹脂混合后進行注塑發(fā)泡或擠出發(fā)泡來制備聚締控微發(fā)泡材 料。
[0003] 聚丙締微發(fā)泡材料與微發(fā)泡材料相比，具有比強度高、密度低、吸收沖擊功強、隔 音隔熱等特點，已經(jīng)在汽車行業(yè)、包裝工業(yè)、軍事工業(yè)、日化用品等得到了廣泛應(yīng)用。聚丙締 發(fā)泡材料的最高使用溫度達(dá)13(TC、力學(xué)性能優(yōu)異、微波適應(yīng)性好，日趨成為發(fā)泡材料的研 究的重點。為了制備聚丙締微發(fā)泡材料，得到泡孔均勻的孔徑尺寸，聚丙締選擇具有很重要 的作用。聚丙締結(jié)晶能力強，烙體強度低，很大程度上限制了聚丙締發(fā)泡，選擇烙體強度較 高的聚丙締材料，或者通過該性能提高聚丙締烙體強度的復(fù)合材料來發(fā)泡，成為制備的重 要步驟和方法，能夠有效地控制泡孔的聚集現(xiàn)象，防止泡孔結(jié)構(gòu)的開裂。
[0004] 公開號CN102532720 A，發(fā)明名稱:一種微發(fā)泡聚丙締復(fù)合材料及其制備方法，微 發(fā)泡聚丙締復(fù)合材料由下述重量份數(shù)的組分組成:聚丙締樹脂100份、竹粉40-60份、發(fā)泡劑 10-15份、發(fā)泡助劑1-5份、抗氧劑1-5份、成核劑1-3份、相容劑5-10份。該發(fā)明原料來源廣 泛，成本低廉，操作簡單，可制得泡孔細(xì)小、均勻致密、質(zhì)輕、沖擊性能好且環(huán)保的微發(fā)泡聚 丙締復(fù)合材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] CN101792554 B，發(fā)明名稱:一種微發(fā)泡聚丙締及其制備方法，該方法采用聚丙締 為主要原料，加入聚丙締重量比0.1~10%的微膠囊發(fā)泡劑或微膠囊發(fā)泡母粒為發(fā)泡劑，通 過擠出、注塑或模壓成型制得聚丙締發(fā)泡材料。該方法工藝簡單，設(shè)備投入少，克服了化學(xué) 發(fā)泡法和超臨界發(fā)泡法工藝復(fù)雜、控制困難、設(shè)備投入高的缺點，可W制備高倍率的PP發(fā)泡 材料，制得的微發(fā)泡聚丙締密度為0.05~0.9g/cm3，性能優(yōu)異。
[0006] 但是上述微發(fā)泡聚丙締都存在生產(chǎn)工藝復(fù)雜，力學(xué)性能不好等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有生產(chǎn)工藝復(fù) 雜，力學(xué)性能不好的問題。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：
[0009] 一種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成:聚丙締85-95份、碳纖維5- 10份和發(fā)泡母料3-5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成:聚乙締60-70份、 發(fā)泡劑20-30份、成核劑3-5份、氧化鋒0.5-1.5份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 0.5-1份、陽蠟3-5 份和硬脂酸鋒0.5-1份。
[0010] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料由W下重量份 原料制成:聚丙締90份、碳纖維6份和發(fā)泡母料4份。
[0011] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面 處理步驟如下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫 度在50-60°C，回流處理40-60分鐘后，取出碳纖維，放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧 化，第一步取的碳纖維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，110-120°C回流2-3小時 后取出碳纖維，用去離子水浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用。
[0012] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的發(fā)泡劑按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA- 220為60-70份;PP發(fā)泡多功能母料30-40份和TAlOOO發(fā)泡劑3-5份。
[0013] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的發(fā)泡劑按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA- 220為60份;PP發(fā)泡多功能母料35份和TAlOOO發(fā)泡劑5份。
[0014] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的成核劑，按照重量份計，包括滑石粉so- so 份，巧樣酸巧 10-20 份和納米碳酸巧 60-70 份。
[0015] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的成核劑，按照重量份計，包括滑石粉20 份，巧樣酸巧15份和納米碳酸巧65份。
[0016] 本發(fā)明的一種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟：
[0017] (1)碳纖維表面處理：
[001引（2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合3~5min，混合溫度為50~60°C，然后將所得的物料放出，審U 得活化的發(fā)泡劑；
[0019] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌3~5min， 丙酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機中10~15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0020] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合5~ 8min，混合溫度在60°C~80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備 母料，制得發(fā)泡母料'
[0021] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0022] 進一步，本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為:所述的轉(zhuǎn)矩流變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第=區(qū) 溫度分別為1261：、1321：、127°(：，轉(zhuǎn)速為40以111111，塑化時間為2505。
[0023] 本發(fā)明的有益效果：
[0024] 本發(fā)明所制備的聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)越，拉伸強度達(dá)到35.9MPa，沖 擊強度達(dá)到了56. Ik J/m2，彎曲模量達(dá)到1620MPa。
[0025] 本發(fā)明采用對碳纖維的表面進行預(yù)處理W除去雜質(zhì)并增加表面的粗糖度，從而增 強成核效率，提高聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料力學(xué)性能。
[0026] 發(fā)泡劑TA-220:具有分解徹底，殘留發(fā)泡劑少，有效發(fā)氣量大等特點。PP發(fā)泡多功 能母料:發(fā)泡效果更好，具有顯著地促進均勻發(fā)泡、穩(wěn)定泡孔、防止泡孔塌陷的作用，還具有 強潤滑、助分散、抗粘連、降低功耗等功能，達(dá)到簡化發(fā)泡工藝，改善發(fā)泡成型條件和泡孔質(zhì) 量的目的。TAlOOO發(fā)泡劑分解氣體為N2，C02W及少量CO等。分解殘留物為白色物質(zhì)。分解氣 體成分穩(wěn)定，能夠獲得泡孔結(jié)構(gòu)良好的制品，發(fā)泡劑分解無誘導(dǎo)期，分解速度快，放氣平緩 無突發(fā)等特點，使得發(fā)泡過程易于控制。發(fā)泡劑要選擇的熱穩(wěn)定性好、發(fā)氣量大，在20(TC之 前分解率小于0.1%，制得的發(fā)泡母料不會提前發(fā)泡而出現(xiàn)干痕、塌陷等情況，運對發(fā)泡母 料的制備至關(guān)重要，是需要考慮的首要因素。本發(fā)明采用上述=者的組合可W有效地避開 =者之間的缺點，使其優(yōu)點得到最大程度的發(fā)揮。氧化鋒是金屬氧化物，不存在分子鏈較短 的脂肪鏈，對發(fā)泡劑的活化的突發(fā)性降低，使得發(fā)泡劑在180°C開始分解，在3-5°C之內(nèi)，發(fā) 泡劑的分解率急劇的增大，在達(dá)到發(fā)泡劑的分解溫度的范圍內(nèi)，快速的擴散分布在聚合物 樹脂中，有利于泡孔的均勻性，防止泡孔的塌陷、并泡現(xiàn)象的出現(xiàn)。聚丙締屬于結(jié)晶性聚合 物，其烙體流動速率隨溫度的升高而增大，而烙體強度則逐漸減小，較大的烙體強度有利于 氣泡的包覆，在185-195°C的成型加工溫度范圍內(nèi)，氣泡既可W流動擴散，又不影響烙體對 樹脂的包覆，采用氧化鋒和硬脂酸鋒復(fù)合助劑活化后，其分解溫度變化的最為明顯，能夠發(fā) 泡的溫度區(qū)間增大，更接近聚丙締的烙融溫度，也有利于發(fā)泡母料的制備。
[0027] 在發(fā)泡母料的制備中，通過加入成核劑在聚合物烙體和成核劑界面之間可W形成 大量的低勢能點，因而能夠提供更多的發(fā)泡成核點來制備微發(fā)泡材料，不加成核劑，或者用 于發(fā)泡的基體樹脂中不含能夠引導(dǎo)成核的粉體顆粒，則氣泡的成核點會急劇的減少，泡孔 并泡、破裂塌陷的情況增加，導(dǎo)致成型的泡孔尺寸大并且直徑分布很不均勻?？芍珊藙?的加入對于微發(fā)泡材料的制備具有重要的意義。本發(fā)明采用滑石粉，巧樣酸巧和納米碳酸 巧的組合。成核劑作為聚丙締發(fā)泡的關(guān)鍵因素，采用單一的滑石粉，巧樣酸巧或納米碳酸巧 都存在或多或少的問題，本發(fā)明通過將=者組合，并通過改性處理，所得成核劑在聚丙締中 的分散均勻，與聚丙締相容性比較好，可W提供較多的成核點，有利于微發(fā)泡材料的制備。
【具體實施方式】
[0028] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[00巧]實施例1
[0030] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締90份、碳纖維6份和 發(fā)泡母料4份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成：聚乙締60份、發(fā)泡劑25份、 成核劑3份、氧化鋒0.5份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 0.5份、PE蠟4份和硬脂酸鋒0.7份。發(fā)泡劑 按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為65份;PP發(fā)泡多功能母料35份和TAlOOO發(fā)泡劑5份。成 核劑，按照重量份計，包括滑石粉20份，巧樣酸巧15份和納米碳酸巧65份。
[0031] 其制備方法，包括W下步驟：
[0032] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在50°C， 回流處理60分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0033] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合5min，混合溫度為50°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0034] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌3~5min， 丙酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機中15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0035] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合8min, 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132 °C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0036] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0037] 實施例2
[0038] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締85份、碳纖維5份和 發(fā)泡母料5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成：聚乙締65份、發(fā)泡劑30份、 成核劑4份、氧化鋒1.5份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 0.8份、PE蠟3份和硬脂酸鋒0.5份。發(fā)泡劑 按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為60份;PP發(fā)泡多功能母料40份和TAlOOO發(fā)泡劑3份。成 核劑，按照重量份計，包括滑石粉25份，巧樣酸巧20份和納米碳酸巧60份。
[0039] 其制備方法，包括W下步驟：
[0040] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，ll〇°C回流2小時后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0041] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0042] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌3min，丙 酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機 中IOmin，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0043] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合5min, 混合溫度在6〇trc之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩 流變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132°C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時 間為250S，制得發(fā)泡母料；
[0044] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0045] 實施例3
[0046] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締95份、碳纖維8份和 發(fā)泡母料4份所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成:聚乙締70份、發(fā)泡劑20份、成 核劑5份、氧化鋒1份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 1份、PE蠟5份和硬脂酸鋒1份。發(fā)泡劑按照重量 份計，包括發(fā)泡劑TA-220為，70份，PP發(fā)泡多功能母料30份和TAlOOO發(fā)泡劑4份。成核劑，按 照重量份計，包括滑石粉30份，巧樣酸巧10份和納米碳酸巧70份。
[0047] 其制備方法，包括W下步驟：
[004引 （1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在55°C， 回流處理50分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，115°C回流2.5小時后取出碳纖維，用去離子 水浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0049] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合4min，混合溫度為55°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0050] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌4min，丙 酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機 中13min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0051] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合6min, 混合溫度在70°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132 °C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0052] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0化3] 實施例4
[0054] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成:聚丙締90份、碳纖維10份和 發(fā)泡母料3份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成：聚乙締67份、發(fā)泡劑28份、 成核劑3.5份、氧化鋒1.2份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 0.7份、PE蠟4份和硬脂酸鋒0.8份。發(fā)泡 劑按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為65份;PP發(fā)泡多功能母料40份和TAlOOO發(fā)泡劑3份。 成核劑，按照重量份計，包括滑石粉26份，巧樣酸巧17份和納米碳酸巧68份。
[0055] 其制備方法，包括W下步驟：
[0056] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0057] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0058] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌5min，丙 酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機 中15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0059] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合8min, 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132 °C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0060] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0061] 實施例5
[0062] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締91份、碳纖維5份和 發(fā)泡母料3份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成：聚乙締68份、發(fā)泡劑30份、 成核劑5份、氧化鋒1.5份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 1份、PE蠟3份和硬脂酸鋒0.6份。發(fā)泡劑按 照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為64份;PP發(fā)泡多功能母料36份和TAlOOO發(fā)泡劑4份。成核 劑，按照重量份計，包括滑石粉24份，巧樣酸巧18份和納米碳酸巧66份。
[0063] 其制備方法，包括W下步驟：
[0064] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在50°C， 回流處理40分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流2小時后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0065] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0066] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌3~5min， 丙酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎 機中IO~15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0067] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合8min, 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132 °C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0068] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0069] 實施例6
[0070] -種聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料，由W下重量份原料制成：聚丙締89份、碳纖維5粉和 發(fā)泡母料3粉，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由W下原料制成：聚乙締70份、發(fā)泡劑28份、 成核劑4份、氧化鋒1.3份、鐵酸醋偶聯(lián)劑NDZ-201 0.7份、PE蠟4.5份和硬脂酸鋒1份。發(fā)泡劑 按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為64份;PP發(fā)泡多功能母料36份和TAlOOO發(fā)泡劑4份。成 核劑，按照重量份計，包括滑石粉26份，巧樣酸巧18份和納米碳酸巧64份。
[0071] 其制備方法，包括W下步驟：
[0072] (1)碳纖維表面處理：所述的碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如 下:第一步，表面去油，取碳纖維放入容器中，加入丙酬將碳纖維浸沒其中，制溫度在60°C， 回流處理60分鐘后，取出碳纖維，放入8(TC的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖 維放入容器中，加入濃硝酸將碳纖維浸沒其中，120°C回流3小時后取出碳纖維，用去離子水 浸泡、洗涂并過濾，直至中性，最后放入8(TC的烘箱烘干，備用；
[0073] (2)發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TAlOOO發(fā)泡劑、氧化鋒和 硬脂酸鋒在高速混合機中混合5min，混合溫度為60°C，然后將所得的物料放出，制得活化的 發(fā)泡劑；
[0074] (3)成核劑改性:將鐵酸醋偶聯(lián)劑溶于適量的丙酬溶液中，用玻璃棒攬拌5min，丙 酬的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機 中15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫?br>[0075] (4)發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合8min, 混合溫度在80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，轉(zhuǎn)矩流 變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第S區(qū)溫度分別為126 °C、132 °C、127 °C，轉(zhuǎn)速為40r/min，塑化時間 為250S，制得發(fā)泡母料；
[0076] (5)聚丙締微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙締進行共混，常溫下 在高速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙締微發(fā)泡復(fù)合 材料。
[0077] 性能測試
[0078] 測試條件:拉伸性能，速度50mm/min，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1040-92;沖擊強度，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1043- 93，擺鍵能量為2.75J;彎曲強度，標(biāo)準(zhǔn)GB 9341-2000，下壓速度2mm/min，定位移7mm。實施例 1-6所測得的數(shù)據(jù)見表1。
[0079] 表1性能參數(shù)測定
[0080]
[0082] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的保護范 圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0081]
【主權(quán)項】
1. 一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，由以下重量份原料制成：聚丙烯85-95份、碳纖維5-10 份和發(fā)泡母料3-5份，所述的發(fā)泡母料按照重量份計，由以下原料制成:聚乙烯60-70份、發(fā) 泡劑20-30份、成核劑3-5份、氧化鋅0.5-1.5份、鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-2010.5-1份、PE蠟3-5份 和硬脂酸鋅〇. 5-1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的聚丙烯微發(fā) 泡復(fù)合材料由以下重量份原料制成:聚丙烯90份、碳纖維6份和發(fā)泡母料4份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的 碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，表面處理步驟如下：第一步，表面去油，取碳纖維放入容 器中，加入丙酮將碳纖維浸沒其中，制溫度在50-60°C，回流處理40-60分鐘后，取出碳纖維， 放入80°C的烘箱烘干;第二步，表面氧化，第一步取的碳纖維放入容器中，加入濃硝酸將碳 纖維浸沒其中，110_120°C回流2-3小時后取出碳纖維，用去離子水浸泡、洗滌并過濾，直至 中性，最后放入80 °C的烘箱烘干，備用。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的 發(fā)泡劑按照重量份計，包括發(fā)泡劑TA-220為60-70份，PP發(fā)泡多功能母料30-40份和TA1000 發(fā)泡劑3-5份。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所示的所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的發(fā)泡 劑由發(fā)泡劑TA-220為60份，PP發(fā)泡多功能母料35份和TA1000發(fā)泡劑5份。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所示的所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的 成核劑，按照重量份計，包括滑石粉20-30份，梓檬酸|丐10-20份和納米碳酸|丐60-70份。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所示的所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料，其特征在于:所述的成核 劑，按照重量份計，包括滑石粉20份，檸檬酸鈣15份和納米碳酸鈣65份。8. -種如權(quán)利要求1-7任一項所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，其特征 在于，包括以下步驟： (1) 碳纖維表面處理： (2) 發(fā)泡劑活化:將發(fā)泡劑TA-220、PP發(fā)泡多功能母料、和TA1000發(fā)泡劑、氧化鋅和硬脂 酸鋅在高速混合機中混合3~5min，混合溫度為50~60°C，然后將所得的物料放出，制得活 化的發(fā)泡劑； (3) 成核劑改性:將鈦酸酯偶聯(lián)劑溶于適量的丙酮溶液中，用玻璃棒攪拌3~5min，丙酮 的用量(體積)為成核劑的1.5倍，然后將所得的混合液加入成核劑中，在高速中藥粉碎機中 10~15min，放出物料儲存?zhèn)溆茫? (4) 發(fā)泡母料制備：照配方分別準(zhǔn)確稱量的各種原料，在高速混合機中混合5~8min，混 合溫度在60°C~80°C之間，然后將所得的混合物放入轉(zhuǎn)矩流變儀中混合塑化制備母料，制 得發(fā)泡母料' (5) 聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料制備:將發(fā)泡母料、碳纖維與聚丙烯進行共混，常溫下在高 速混合機中混合lOmin，然后將制得的物料在注塑機制成樣條，既得聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材 料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種聚丙烯微發(fā)泡復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟:所述的轉(zhuǎn)矩流變儀的第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)溫度分別為126°C、132°C、127°C，轉(zhuǎn) 速為40r/min，塑化時間為250S。
【文檔編號】C08K13/06GK105924778SQ201610356724
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】廣州聚注專利研發(fā)有限公司