CN101544822A - 一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 - Google Patents
一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101544822A CN101544822A CN200910050288A CN200910050288A CN101544822A CN 101544822 A CN101544822 A CN 101544822A CN 200910050288 A CN200910050288 A CN 200910050288A CN 200910050288 A CN200910050288 A CN 200910050288A CN 101544822 A CN101544822 A CN 101544822A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- carbon fiber
- preparation
- maleic anhydride
- polyamide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，按照如下步骤进行：首先采用马来酸酐溶液浸泡聚丙烯，将聚酰胺6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；然后将所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为200－250℃，注射压力为50－90MPa，注射时间为2－10s，注射速率50－80g/s，制备标准试样用于力学性能测试。所述的碳纤维的重量百分比为混合粉料的10～20％。本发明有效提高了聚丙烯的强度，工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该材料用于制作汽车保险杠。
背景技术
随着科技进步，复合材料的应用、纤维增强热塑性塑料等新材料的不断开发，汽车外观及零部件塑化是不可逆转的发展趋势，它在提高汽车效能、美观及轻量化的市场需求中扮演愈来愈重要的角色，因此塑料在汽车领域的应用不断扩大。由于汽车零部件的质量直接影响整车的性能，所以提高材料性能与零部件的质量，已是开发应用的当务之急。随着汽车用塑料由内饰件向结构件、功能件的发展和汽车负荷的增大，单一塑料已无法满足高应力件、高温件和外板等部件的使用要求，开发力学强度高、综合性能好、耐热性与耐久性优良、寿命长及可靠性好的功能型工程塑料已成燃眉之急。
汽车保险杠是TPE(热塑性弹性体)的重要应用领域，其中又以TPO(热塑性聚烯烃)为主。保险杠大多采用改性PP生产，由于改性PP的性能较佳，其应用的发展正在加快。塑料保险杠目前已占世界汽车塑料用料的90％以上，以改性PP为原料生产的保险杠具有易加工、成本低、质量轻和可回收等优势，PP塑料材料通过填充改性后，与原来汽车内装饰部件使用的PVC、ABS等塑料材料相比，具有优异的耐热性和刚性，便于成型加工，特别有利于回收再利用。
聚丙烯(PP)属于非极性结晶性高聚物，由于具有良好的综合性能、价格低廉、用途广泛而成为发展迅速的热塑性通用树脂。但是，当用作工业部件时其拉伸强度和冲击强度通常不能满足要求，且易蠕变、尺寸稳定性差也限制了其应用。PP合金化是改善PP性能的有效途径。聚酰胺6(PA6)具有强度高、弹性好、耐磨损、耐化学腐蚀等特点，在高温、高低压和高速等极端环境下具有优异的摩擦磨损性能。将PP与PA6共混，可有效改善和提高PP的性能。PP与PA6体系是不相容共混体系，采用接枝物改善PP与PA6的相容性已成为研究的热点。但是，聚酰胺活性比表面积小、表面能低，在与聚丙烯共混时，往往因其与聚丙烯树脂界面的粘合性差而影响其使用性能，因而提高两相的共混兼容性就显得极为重要。目前，主要应用phathalic anhydride-terminated PSU(PSU-PhAH)、melt radical grafting with glycidylmethacrylate(GMA)、maleated ethylene-propylene-diene copolymer(EPDM-graft-MAH)等来改善聚酰胺与聚丙烯的界面结合力，以提高聚酰胺与聚丙烯的的综合性能，这些方法在一定程度上改善了聚酰胺与聚丙烯的界面结合性能，但达不到理想的兼容效果。因此，有必要采用有效的改性方法对其进行改性处理，以最大限度地提高聚酰胺与聚丙烯的兼容性。
碳纤维增强树脂基复合材料由于具有密度小、比强度高、比模量高、热膨胀系数小等一系列优异特性，在航天器结构上已得到广泛的应用。其中碳纤维是增强体，为主要的承力结构，树脂基体起连接纤维和传递载荷的作用，可以传递和承受剪切应力，承受垂直于纤维的拉伸和压缩载荷，并保护纤维不受损伤和腐蚀。研究表明，碳纤维在未经表面处理前，其活性比表面积小，边缘活性碳原子数目也少，表面能低，接触角大，表面呈现出憎液性，致使其与树脂基体粘结不良。未经表面处理的碳纤维与基体材料的粘结程度难以达到应有的水平，不能充分发挥复合材料潜在的力学性能。
发明内容
本发明公开一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，该材料用于制作汽车保险杠，其目的在于克服聚丙烯与聚酰胺之间兼容性差的问题，本发明采用马来酸酐接枝的方法对聚丙烯进行表面接枝改性处理，可以改善聚酰胺/聚丙烯(PA6/PP)复合材料的界面结合兼容性能，制备出具有更加优异力学性能的复合材料，可以适用于汽车保险杠材料。
一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：
A)采用马来酸酐溶液浸泡聚丙烯，将聚酰胺6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；
B)将A)中所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为200—250℃，注射压力为50—90MPa，注射时间为2—10s，注射速率50—80g/s，制备标准试样用于力学性能测试。
所述的碳纤维的重量百分比为混合粉料的10～20％。
所述马来酸酐溶液的组分重量百分比为：马来酸酐：10—20％、乙醇：70—85％、乙二胺四乙酸：5—10％。
所述的聚丙烯为热塑性聚丙烯。
所述的马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料用于制作汽车保险杠。
本发明改善了聚酰胺/聚丙烯(PA6/PP)复合材料的界面结合兼容性能，有效提高了聚丙烯的强度，工艺简单，成本低。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
实施例1：
复合材料的组分重量百分比为：碳纤维：89％，聚丙烯：10％，聚酰胺：1％。
马来酸酐改性剂各组分重量百分比如下：马来酸酐：10％、乙醇：85％、乙二胺四乙酸：5％。
复合材料制备过程如下：
采用马来酸酐接枝的方法对聚丙烯进行表面接枝改性处理，以改善聚酰胺/聚丙烯(PA6/PP)复合材料的界面结合兼容性能，将PA6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与一定量碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；将所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为200℃，注射压力为50MPa，注射时间为2s，注射速率50g/s，制备标准试样用于力学性能测试。对制备得到的复合材料进行力学性能试验，其拉伸强度为145Mpa。
实施例2：
复合材料的组分重量百分比为：碳纤维：79％，聚丙烯：11％，聚酰胺：10％。
马来酸酐改性剂各组分重量百分比如下：马来酸酐：20％、乙醇：70％、乙二胺四乙酸：5％。
复合材料制备过程如下：
采用马来酸酐接枝的方法对聚丙烯进行表面接枝改性处理，以改善聚酰胺/聚丙烯(PA6/PP)复合材料的界面结合兼容性能，将PA6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与一定量碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；将所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为230℃，注射压力为70MPa，注射时间为5s，注射速率60g/s，制备标准试样用于力学性能测试。
对制备得到的复合材料进行力学性能试验，其拉伸强度为151Mpa。
实施例3：
复合材料的组分重量百分比为：碳纤维：80％，聚丙烯：15％，聚酰胺：5％。
马来酸酐改性剂各组分重量百分比如下：马来酸酐：19％、乙醇：80％、乙二胺四乙酸：1％。
复合材料制备过程如下：
采用马来酸酐接枝的方法对聚丙烯进行表面接枝改性处理，以改善聚酰胺/聚丙烯(PA6/PP)复合材料的界面结合兼容性能，将PA6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与一定量碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；将所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为250℃，注射压力为90MPa，注射时间为10s，注射速率80g/s，制备标准试样用于力学性能测试，其拉伸性能为162Mpa。
作为对照例，在相同的复合材料组分及复合材料制备工艺下，未接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料拉伸强度为112MPa，可以看出，马来酸酐接枝改性处理对于复合材料拉伸性能提高明显。
Claims (4)
1.一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行：
A)采用马来酸酐溶液浸泡聚丙烯，将聚酰胺6和马来酸酐接枝聚丙烯分别在90℃和50℃下真空干燥10h，然后与碳纤维混合，并于245℃下熔融共混，挤出造粒；
B)将A)中所得共混物粒料在85℃下干燥12h后注射成型，注射温度为200—250℃，注射压力为50—90MPa，注射时间为2—10s，注射速率50—80g/s，制备标准试样用于力学性能测试。
2.根据权利要求1所述的一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的碳纤维的重量百分比为混合粉料的10～20％。
3.根据权利要求1所述的一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述马来酸酐溶液的组分重量百分比为：马来酸酐：10—20％、乙醇：70—85％、乙二胺四乙酸：5—10％。
4.根据权利要求1所述的一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于：所述的聚丙烯为热塑性聚丙烯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910050288A CN101544822A (zh) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | 一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910050288A CN101544822A (zh) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | 一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101544822A true CN101544822A (zh) | 2009-09-30 |
Family
ID=41192211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910050288A Pending CN101544822A (zh) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | 一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101544822A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103572960A (zh) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法 |
| CN104647632A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 柳州聚龙科技有限公司 | 汽车保险杠的制造方法 |
| CN105693953A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-22 | 河南工业大学 | 碳纤维增强热塑性复合材料单向带的制备方法 |
| CN106497040A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-15 | 马鞍山市华能电力线路器材有限责任公司 | 一种碳纤维增强的耐腐蚀型pa66/pp电力金具材料及其制备方法 |
-
2009
- 2009-04-30 CN CN200910050288A patent/CN101544822A/zh active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103572960A (zh) * | 2012-07-21 | 2014-02-12 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板及其制备方法 |
| CN103572960B (zh) * | 2012-07-21 | 2016-04-06 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种正交叠层纤维增强的建筑用复合模板的制备方法 |
| CN104647632A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 柳州聚龙科技有限公司 | 汽车保险杠的制造方法 |
| CN105693953A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-06-22 | 河南工业大学 | 碳纤维增强热塑性复合材料单向带的制备方法 |
| CN105693953B (zh) * | 2016-04-18 | 2018-10-23 | 河南工业大学 | 碳纤维增强热塑性复合材料单向带的制备方法 |
| CN106497040A (zh) * | 2016-11-04 | 2017-03-15 | 马鞍山市华能电力线路器材有限责任公司 | 一种碳纤维增强的耐腐蚀型pa66/pp电力金具材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101580612B (zh) | 一种pp/pet合金材料及其制备工艺 | |
| CN103525110B (zh) | 一种高强度pe木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN101704969B (zh) | 一种注射用塑木复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN105199416A (zh) | 一种增强增韧聚烯烃基木塑复合材料及其制备方法 | |
| CN101717476B (zh) | 多组分增容增韧剂制备的多功能废旧pet与聚丙烯原位成纤复合材料 | |
| CN102952309A (zh) | 改性短切碳纤维增强聚烯烃复合材料及其制备方法 | |
| CN101544822A (zh) | 一种马来酸酐接枝改性碳纤维/聚酰胺/聚丙烯复合材料的制备方法 | |
| CN108676341A (zh) | Pc/pmma/petg三元合金材料及其制备方法 | |
| CN102226025A (zh) | 采用废印刷电路板非金属粉末增强增韧废旧聚丙烯塑料的方法 | |
| KR101000658B1 (ko) | 재활용 폴리에틸렌테레프탈레이트 복합소재 및 이의 제조방법 | |
| CN106008858A (zh) | 一种聚烯烃复合材料用环氧大豆油相容剂的制备方法 | |
| CN102020807A (zh) | 高性能环保型聚丙烯共混材料及其制备方法 | |
| CN112608553A (zh) | 一种植物纤维增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN101914241A (zh) | 一种电、摩动车外壳专用料配方 | |
| CN102311528B (zh) | 废旧胶粉/聚烯烃共混材料及其制备方法 | |
| CN100429254C (zh) | 一种复合交联物及其制备方法和用途 | |
| CN103113741B (zh) | 一种改性pa66材料及其制备方法 | |
| CN104497500A (zh) | 一种废旧回收聚酯饮料瓶共混改性增强增韧材料及其制备方法 | |
| US8143340B2 (en) | Polylactic acid composites | |
| US20110190448A1 (en) | Polypropylene-polylactic acid composites | |
| CN110791024B (zh) | 一种用于发泡的改性聚丙烯增强材料及其制备方法和用途 | |
| CN102477201A (zh) | 一种马来酸酐接枝改性复合材料的制备方法 | |
| CN104592656A (zh) | 一种普适性聚合物相容剂及其制备方法 | |
| CN110760124B (zh) | 一种玻璃纤维废丝增强聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| JP2018070855A (ja) | 炭素繊維強化・改質ポリエステル樹脂の射出発泡成形体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090930 |