一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其主要是由以下重量份比例的原料所制成：聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30?50份、纳米碳纤维40?60份、溴化聚乙烯10?30份、滑石10?20份、硫酸镁2?8份、月硅酸1?7份。相对于现有技术，本发明所得的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，成本低，工艺简单，不仅强度高，同时耐高温性能突出，产品整体性能优异。
【专利说明】
一种碳纤维増强聚丙烯酸树脂复合材料
技术领域
[0001]本发明公开了一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，属于高分子复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002]聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。其无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100°C左右使用。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
[0003]为改善高分子材料的性能，拓展应用市场对高分子材料进行改性，从而提高材料综合性能，挖掘材料潜在的各种功能是人类材料工业最流行的方法，在许多领域广泛应用。
[0004]碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
[0005]目前，已有大量碳纤维增强材料的研究，但是往往存在一些缺陷，如产品强度低，密度大等，无法充分发挥碳纤维复合的优势。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料。
[0007]技术方案:为实现上述目的，本发明提供一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0008]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30-50份、纳米碳纤维40-60份、
[0009]溴化聚乙烯10-30份、滑石10-20份、硫酸镁2-8份、月硅酸1-7份。
[0010]作为优选，所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0011]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂35-45份、纳米碳纤维45-55份、
[0012]溴化聚乙烯15-25份、滑石12-18份、硫酸镁4-6份、月硅酸3-5份。
[0013]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0014]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30份、纳米碳纤维40份、
[0015]溴化聚乙烯10份、滑石10份、硫酸镁2份、月硅酸I份。
[0016]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0017]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂50份、纳米碳纤维60份、
[0018]溴化聚乙烯30份、滑石20份、硫酸镁8份、月硅酸7份。
[0019]作为另一种优选，所述纳米碳纤维的长径比为2.0-3.0。
[0020]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料主要是由以下步骤所制成:
[0021](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0022 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0023](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0024]作为进一步优选，步骤(2)中所述搅拌时间为2_4h。
[0025]有益效果:相对于现有技术，本发明所得的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，成本低，工艺简单，不仅强度高，同时耐高温性能突出，产品整体性能优异。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]组方:
[0028]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30份、纳米碳纤维40份、
[0029]溴化聚乙烯10份、滑石10份、硫酸镁2份、月硅酸I份。
[0030]所述纳米碳纤维的长径比为2.0。
[0031]制备方法:
[0032](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0033 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0034](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0035]步骤(2)中所述搅拌时间为2h。
[0036]实施例2
[0037]组方:
[0038]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂50份、纳米碳纤维60份、
[0039]溴化聚乙烯30份、滑石20份、硫酸镁8份、月硅酸7份。
[0040]所述纳米碳纤维的长径比为3.0。
[0041]制备方法:
[0042](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0043 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0044](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0045]步骤(2)中所述搅拌时间为4h。
[0046]实施例3
[0047]组方:
[0048]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂40份、纳米碳纤维50份、
[0049 ]溴化聚乙烯20份、滑石15份、硫酸镁5份、月硅酸4份。
[0050]所述纳米碳纤维的长径比为2.5。
[0051 ]制备方法:
[0052](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0053 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0054](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0055]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0056]实施例4
[0057]组方:
[0058]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂35份、纳米碳纤维45份、
[0059]溴化聚乙烯15份、滑石12份、硫酸镁4份、月硅酸3份。
[0060]所述纳米碳纤维的长径比为2.2。
[0061 ]制备方法:
[0062](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0063 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0064](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0065]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0066]实施例5
[0067]组方:
[0068]聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂45份、纳米碳纤维55份、
[0069 ]溴化聚乙烯25份、滑石18份、硫酸镁6份、月硅酸5份。
[0070]所述纳米碳纤维的长径比为2.8。
[0071]制备方法:
[0072](I)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0073 ](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌；
[0074](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0075]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0076]实验例本发明所得复合材料性能检测
[0077]本发明所得复合材料经过检测，结果显示其拉伸强度和弯曲均显著提高，同时，产品密度显著降低。表明本发明复合材料在提高强度的同时，还可以显著降低产品密度。
【主权项】
1.一种碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，它主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30-50份、纳米碳纤维40-60份、 溴化聚乙烯10-30份、滑石10-20份、硫酸镁2-8份、月硅酸1_7份。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，它主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂35-45份、纳米碳纤维45-55份、 溴化聚乙烯15-25份、滑石12-18份、硫酸镁4-6份、月硅酸3_5份。3.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，它主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂30份、纳米碳纤维40份、 溴化聚乙烯10份、滑石10份、硫酸镁2份、月硅酸I份。4.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，它主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚丙烯酸树脂100份、酚醛树脂50份、纳米碳纤维60份、 溴化聚乙烯30份、滑石20份、硫酸镁8份、月硅酸7份。5.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，所述纳米碳纤维的长径比为2.0-3.0。6.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下步骤所制成: (1)取聚丙烯酸树脂、酚醛树脂和溴化聚乙烯混合，然后熔融，不断搅拌； (2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、滑石、硫酸镁和月硅酸，继续搅拌； (3)搅拌结束后，成型，即得。7.根据权利要求6所述的碳纤维增强聚丙烯酸树脂复合材料，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌时间为2_4h。
【文档编号】C08L23/28GK105924870SQ201610308803
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】孔小寅, 潘文强, 傅发祥
【申请人】南京京锦元科技实业有限公司