一種耐熱碳素纖維管材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種管材，尤其涉及一種耐熱碳素纖維管材。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯是一種價(jià)格低廉、用途廣泛、易于加工成型的熱塑性塑料。然而，聚乙烯的力學(xué)性能、耐熱穩(wěn)定性不足及非極性限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，而將聚乙烯與一些填料復(fù)合，可以改善其力學(xué)性能和耐熱性等，但因其易于團(tuán)聚且與聚合物界面的結(jié)合力低，分散均勻性差，需要提高添加量才能獲得性能較好的復(fù)合材料；因此為了提高填料與聚合物基體的界面結(jié)合力，提高填料的分散性，如何將填料與聚乙烯有效的結(jié)合就成為研宄的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是提供一種耐熱碳素纖維管材。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種耐熱碳素纖維管材，它是由下述重量份的原料組成的:
碳素纖維6-10、聚乙烯酸2-3、殼聚糖1-2、丙酸纖維素17-20、二環(huán)己基碳二亞胺1_2、4- 二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸鈣36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6_10、三羥甲基丙烷1-2、硬脂酸鈣3-5。
[0005]一種耐熱碳素纖維管材的制備方法，包括以下步驟:
(O將丙酸纖維素加入到4-6倍水中，升高溫度為60-65°C，加入聚乙烯酸，保溫?cái)嚢?0-40分鐘，加入碳酸鈣，攪拌均勻后脫水烘干，磨粉，得改性碳酸鈣；
(2)將二甲基甲酰胺、乙二胺、二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲基氨基吡啶混合，攪拌均勻，加入改性碳酸鈣，300-350w功率下超聲處理26-30分鐘，送入50-60 °C的水浴中，保溫?cái)嚢?-8小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，得到酰胺化碳酸鈣；
(3)將得到的酰胺化碳酸鈣加入到η-甲基吡咯烷酮中，200-270?功率下超聲處理30-35分鐘，送入180-190°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-13小時(shí)，真空抽濾，用乙醇充分洗滌，烘干磨成細(xì)粉，得酰胺化碳酸鈣粉；
(4)取上述高密度聚乙烯重量的10-15%，與苯二甲酸二丁酯、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻后加入三羥甲基丙烷，50-60°C下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，得復(fù)合聚乙烯料；
(5)將蓖麻油、馬來(lái)酸酐、殼聚糖混合置于120-130°C的油浴中，保溫?cái)嚢?-5小時(shí)，得基體酸酐；
(6)將基體酸酐、復(fù)合聚乙烯料混合，置于140-150°C的油浴中加熱30-40分鐘，取出，得基體聚乙烯酸酐；
(7)將基體聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸鈣粉、碳素纖維混合，在125-135?下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，微波干燥；
(8)將上述得到的干燥料與剩余各原料混合，在120-150°C溫度下進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后自動(dòng)冷卻，經(jīng)振動(dòng)篩過(guò)后，自動(dòng)上料，由雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，包裝入庫(kù)。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明利用乙二胺中的氨基與碳酸鈣發(fā)生酰胺化反應(yīng)，將乙二胺成功接枝到碳酸鈣上，再利用酰胺化碳酸鈣的端氨基與基體聚乙烯中的酸酐發(fā)生氫鍵作用或者酸酐反應(yīng)，促進(jìn)碳酸鈣在基體中的分散性和界面作用，同時(shí)基體酸酐分子鏈上含有大量的羧基、羥基、羰基等極性基團(tuán)，這些基團(tuán)可以與碳酸鈣粒子間形成相互作用的氫鍵或配位鍵，有利于增加界面的粘結(jié)效應(yīng)，從而提高成品基材的力學(xué)強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性；
本發(fā)明的導(dǎo)管加入的碳素纖維，可以降低管材整體重量，提高耐高溫、耐壓性能，降低熱膨脹系數(shù)，環(huán)保性、耐高低溫穩(wěn)定性好。
【具體實(shí)施方式】
[0007]實(shí)施例1
一種耐熱碳素纖維管材，它是由下述重量份(公斤)的原料組成的:
碳素纖維10、聚乙烯酸2、殼聚糖1-2、丙酸纖維素20、二環(huán)己基碳二亞胺1、4_ 二甲基氨基吡啶0.6、高密度聚乙烯500、蓖麻油4、二甲基甲酰胺140、碳酸鈣40、n-甲基吡咯烷酮50、乙二胺14、苯二甲酸二丁酯6、三羥甲基丙烷1、硬脂酸鈣3。
[0008]一種耐熱碳素纖維管材的制備方法，包括以下步驟:
(1)將丙酸纖維素加入到4倍水中，升高溫度為65°C，加入聚乙烯酸，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入碳酸鈣，攪拌均勻后脫水烘干，磨粉，得改性碳酸鈣；
(2)將二甲基甲酰胺、乙二胺、二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲基氨基吡啶混合，攪拌均勻，加入改性碳酸鈣，350w功率下超聲處理30分鐘，送入60°C的水浴中，保溫?cái)嚢?小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，得到酰胺化碳酸鈣；
(3)將得到的酰胺化碳酸鈣加入到η-甲基吡咯烷酮中，270w功率下超聲處理30分鐘，送入190°C的油浴中，保溫?cái)嚢?3小時(shí)，真空抽濾，用乙醇充分洗滌，烘干磨成細(xì)粉，得酰胺化碳酸鈣粉；
(4)取上述高密度聚乙烯重量的15%，與苯二甲酸二丁酯、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻后加入三羥甲基丙烷，60°C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，得復(fù)合聚乙烯料；
(5)將蓖麻油、馬來(lái)酸酐、殼聚糖混合置于130°C的油浴中，保溫?cái)嚢?小時(shí)，得基體酸酐；
(6)將基體酸酐、復(fù)合聚乙烯料混合，置于150°C的油浴中加熱30分鐘，取出，得基體聚乙烯酸酐；
(7)將基體聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸鈣粉、碳素纖維混合，在135°C下保溫?cái)嚢?小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，微波干燥；
(8)將上述得到的干燥料與剩余各原料混合，在150°C溫度下進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后自動(dòng)冷卻，經(jīng)振動(dòng)篩過(guò)后，自動(dòng)上料，由雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，包裝入庫(kù)。
[0009]性能測(cè)試:
拉伸強(qiáng)度:28.2MPa ；
阻燃性能:UL-94V-0級(jí)；
抗沖擊性能:23°C、缺口沖擊強(qiáng)度為12.3KJ/m2。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐熱碳素纖維管材，其特征在于它是由下述重量份的原料組成的: 碳素纖維6-10、聚乙烯酸2-3、殼聚糖1-2、丙酸纖維素17-20、二環(huán)己基碳二亞胺1_2、4- 二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸鈣36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6_10、三羥甲基丙烷1-2、硬脂酸鈣3-5。2.一種如權(quán)利要求1所述的耐熱碳素纖維管材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O將丙酸纖維素加入到4-6倍水中，升高溫度為60-65°C，加入聚乙烯酸，保溫?cái)嚢?0-40分鐘，加入碳酸鈣，攪拌均勻后脫水烘干，磨粉，得改性碳酸鈣； (2)將二甲基甲酰胺、乙二胺、二環(huán)己基碳二亞胺、4-二甲基氨基吡啶混合，攪拌均勻，加入改性碳酸鈣，300-350w功率下超聲處理26-30分鐘，送入50-60 °C的水浴中，保溫?cái)嚢?-8小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，得到酰胺化碳酸鈣； (3)將得到的酰胺化碳酸鈣加入到η-甲基吡咯烷酮中，200-270?功率下超聲處理30-35分鐘，送入180-190°C的油浴中，保溫?cái)嚢?0-13小時(shí)，真空抽濾，用乙醇充分洗滌，烘干磨成細(xì)粉，得酰胺化碳酸鈣粉； (4)取上述高密度聚乙烯重量的10-15%，與苯二甲酸二丁酯、硬脂酸鈣混合，攪拌均勻后加入三羥甲基丙烷，50-60°C下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，得復(fù)合聚乙烯料； (5)將蓖麻油、馬來(lái)酸酐、殼聚糖混合置于120-130°C的油浴中，保溫?cái)嚢?-5小時(shí)，得基體酸酐； (6)將基體酸酐、復(fù)合聚乙烯料混合，置于140-150°C的油浴中加熱30-40分鐘，取出，得基體聚乙烯酸酐； (7)將基體聚乙烯酸酐、酰胺化碳酸鈣粉、碳素纖維混合，在125-135?下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，真空抽濾，用水和乙醇依次洗滌，微波干燥； (8)將上述得到的干燥料與剩余各原料混合，在120-150°C溫度下進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后自動(dòng)冷卻，經(jīng)振動(dòng)篩過(guò)后，自動(dòng)上料，由雙螺桿擠出機(jī)擠出成型，包裝入庫(kù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐熱碳素纖維管材，是由下述重量份的原料組成的：碳素纖維6-10、聚乙烯酸2-3、殼聚糖1-2、丙酸纖維素17-20、二環(huán)己基碳二亞胺1-2、4-二甲基氨基吡啶0.3-0.6、高密度聚乙烯450-500、蓖麻油3-4、二甲基甲酰胺110-140、碳酸鈣36-40、n-甲基吡咯烷酮46-50、乙二胺10-14、苯二甲酸二丁酯6-10、三羥甲基丙烷1-2、硬脂酸鈣3-5，本發(fā)明的導(dǎo)管加入的碳素纖維，可以降低管材整體重量，提高耐高溫、耐壓性能，降低熱膨脹系數(shù)，環(huán)保性、耐高低溫穩(wěn)定性好。
【IPC分類】C08K9/04, C08L23/06, C08K5/12, C08K3/26, C08K13/06, C08K9/08, C08L5/08, C08K9/00, C08K5/098, C08K5/103
【公開(kāi)號(hào)】CN104927156
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510324441
【發(fā)明人】彭高峰, 張興軍, 刁啟元, 楊輝
【申請(qǐng)人】合肥和安機(jī)械制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月13日