一種碳纖維增強聚丙烯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于高分子材料領域，特別涉及一種碳纖維增強聚丙烯材料及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 聚丙烯（PP)，是一種常用的工程塑料，聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結晶 聚合物，其結構規整，因而具有優良的力學性能，易加工，性優價廉。但聚丙烯在加工過程中 受到集中應力作用，當在使用過程中受到拉伸、彎曲、沖擊等外力作用時，制品會出現局部 發白現象。
[0003] 聚丙烯力學性能高于聚乙烯，但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強度僅 可達到30 MPa或稍高的水平。通常增強聚丙烯是通過將聚丙烯與玻璃纖維或有機纖維、石 棉、或無機填料（滑石粉、碳酸鈣）進行混合制備得到。增強聚丙烯主要用于制造各種機械 零件，主要包括汽車風扇、空調風扇、凈水器濾瓶，在電器行業可用于各類家電外觀件替代 ABS、HIPS，廣泛用于冰箱頂蓋、空調底座、足浴器等。
【發明內容】
[0004] 針對上述的需求，本發明提供了一種碳纖維增強聚丙烯材料及其制備方法。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種碳纖維增強聚丙烯材料，由包含以下重量份的組分制成： 聚丙烯 60-75份， 聚對苯二甲酰對苯二胺15-20份， 聚乙烯醇 15-20份， 碳纖維 2-10份， 叔十六碳硫醇 4-6份， 三聚異氰酸三烯丙酯3-6份， 硬脂酸鋅 2-5份， 羥乙基二亞乙基三胺1-3份， 木質素磺酸1-2份， 乙烯基雙硬脂酰胺1-2份， 癸二酸二酰肼0. 5-1份。
[0006] 所述組分還包括雙酚A雙縮水甘油醚0-4重量份。
[0007] 所述聚乙烯醇的平均分子量為2000-4000。
[0008] 所述碳纖維的直徑為25-32微米。
[0009] 一種碳纖維增強聚丙烯材料的制備方法，該方法包括以下步驟： (1) 將碳纖維、叔十六碳硫醇和木質素磺酸分別進行干燥處理，備用； (2) 稱取聚丙烯60-75重量份、聚對苯二甲酰對苯二胺15-20重量份、聚乙烯醇15-20 重量份、碳纖維2-10重量份、三聚異氰酸三烯丙酯3-6重量份、硬脂酸鋅2-5重量份、羥乙 基二亞乙基三胺1-3重量份、木質素磺酸1-2重量份、乙烯基雙硬脂酰胺1-2重量份、癸二 酸二酰肼〇. 5-1重量份和雙酚A雙縮水甘油醚0-4重量份倒入反應釜中攪拌10-20分鐘， 加熱至120-150°C，加壓5-8MPa，反應2-3小時得到聚合熔體； (3) 在步驟2的產物中加入叔十六碳硫醇4-6重量份，然后熔融、擠出、切粒、干燥，得 到聚酯切片； (4) 將步驟3的聚酯切片熔融擠出、鑄片纏卷、雙向拉伸、冷卻定型，得到碳纖維增強聚 丙烯材料。
[0010] 所述步驟（2)中攪拌速率為800-1200轉/分鐘。
[0011] 本發明與現有技術相比，其有益效果為： (1)本發明的碳纖維增強聚丙烯材料以聚丙烯為主要原料，通過加入聚對苯二甲酰對 苯二胺、聚乙烯醇、碳纖維、叔十六碳硫醇、三聚異氰酸三烯丙酯、硬脂酸鋅、羥乙基二亞乙 基三胺、木質素磺酸、乙烯基雙硬脂酰胺和癸二酸二酰肼，使制得的碳纖維增強聚丙烯材料 具有良好的力學強度，且耐刮擦性能好，具有較好的質感，具有良好的除味性能。
[0012] (2)本發明的制備方法簡單，制作方便，具有一定的抗沖擊作用。
[0013] (3)本發明的碳纖維增強聚丙烯材料由于生產原料環保，長期使用對人體健康無 害，為環保型材料。
【具體實施方式】
[0014] 以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0015] 實施例1 (1) 將碳纖維、叔十六碳硫醇和木質素磺酸分別進行干燥處理，備用； (2) 稱取聚丙烯60kg、聚對苯二甲酰對苯二胺15kg、平均分子量為2000的聚乙烯醇 15kg、直徑為25微米的碳纖維2kg、三聚異氰酸三烯丙酯3kg、硬脂酸鋅2kg、羥乙基二亞乙 基三胺lkg、木質素磺酸lkg、乙烯基雙硬脂酰胺lkg、癸二酸二酰肼0. 5kg和雙酚A雙縮水 甘油醚4kg倒入反應釜中以800轉/分鐘攪拌10分鐘，加熱至120°C，加壓5MPa，反應2小 時得到聚合熔體； (3) 在步驟2的產物中加入叔十六碳硫醇4kg，然后熔融、擠出、切粒、干燥，得到聚酯切 片； (4) 將步驟3的聚酯切片熔融擠出、鑄片纏卷、雙向拉伸、冷卻定型，得到碳纖維增強聚 丙稀材料。
[0016] 制得碳纖維增強聚丙烯材料的性能測試結果如表1所示。
[0017] 實施例2 (1) 將碳纖維、叔十六碳硫醇和木質素磺酸分別進行干燥處理，備用； (2) 稱取聚丙烯60kg、聚對苯二甲酰對苯二胺15kg、平均分子量為2000的聚乙烯醇 15kg、直徑為25微米的碳纖維2kg、三聚異氰酸三烯丙酯3kg、硬脂酸鋅2kg、羥乙基二亞乙 基三胺lkg、木質素磺酸lkg、乙烯基雙硬脂酰胺Ikg和癸二酸二酰肼0. 5kg倒入反應釜中 以800轉/分鐘攪拌10分鐘，加熱至120°C，加壓5MPa，反應2小時得到聚合熔體； (3) 在步驟2的產物中加入叔十六碳硫醇4kg，然后熔融、擠出、切粒、干燥，得到聚酯切 片； (4)將步驟3的聚酯切片熔融擠出、鑄片纏卷、雙向拉伸、冷卻定型，得到碳纖維增強聚 丙稀材料。
[0018] 制得碳纖維增強聚丙烯材料的性能測試結果如表1所示。
[0019] 實施例3 (1) 將碳纖維、叔十六碳硫醇和木質素磺酸分別進行干燥處理，備用； (2) 稱取聚丙烯75kg、聚對苯二甲酰對苯二胺20kg、平均分子量為4000的聚乙烯醇 20kg、直徑為32微米的碳纖維10kg、三聚異氰酸三稀丙酯6kg、硬脂酸鋅5kg、輕乙基二亞乙 基三胺3kg、木質素磺酸2kg、乙烯基雙硬脂酰胺2kg、癸二酸二酰肼Ikg和雙酚A雙縮水甘 油醚4kg倒入反應釜中以1200轉/分鐘攪拌20分鐘，加熱至150°C，加壓8MPa，反應3小 時得到聚合熔體； (3) 在步驟2的產物中加入叔十六碳硫醇5kg，然后熔融、擠出、切粒、干燥，得到聚酯切 片； (4) 將步驟3的聚酯切片熔融擠出、鑄片纏卷、雙向拉伸、冷卻定型，得到碳纖維增強聚 丙稀材料。
[0020] 制得碳纖維增強聚丙烯材料的性能測試結果如表1所示。
[0021] 實施例4 (1) 將碳纖維、叔十六碳硫醇和木質素磺酸分別進行干燥處理，備用； (2) 稱取聚丙烯75kg、聚對苯二甲酰對苯二胺20kg、平均分子量為4000的聚乙烯醇 20kg、直徑為32微米的碳纖維10kg、三聚異氰酸三稀丙酯3kg、硬脂酸鋅5kg、輕乙基二亞乙 基三胺3kg、木質素磺酸2kg、乙烯基雙硬脂酰胺2kg、癸二酸二酰肼Ikg和雙酚A雙縮水甘 油醚4kg倒入反應釜中以1200轉/分鐘攪拌20分鐘，加熱至150°C，加壓8MPa，反應3小 時得到聚合熔體； (3) 在步驟2的產物中加入叔十六碳硫醇5kg，然后熔融、擠出、切粒、干燥，得