用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了薄膜材料领域的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜及其制备方法，所述薄膜包括：改性纳米钛酸钡：80～120份；改性聚丙烯：80～120份；高密度聚乙烯：30～60份；马来酸酐：0～30份；界面粘结剂：0～20份；抗老化剂：0～20份；致孔剂：1～10份；耐热母粒：1～10份；本发明专利技术利用高分子聚合物包覆改性纳米钛酸钡，促进纳米钛酸钡在聚丙烯中的分散，而且强化纳米粒子与基体界面黏结；通过改性处理并加入耐热母粒，既提高了聚丙烯薄膜的耐高温耐热能力，又实现了良好的拉伸强度、冲击强度和阻隔性；聚丙烯薄膜制备体系成熟，可以实现规模生产。产。产。

【技术实现步骤摘要】
用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于薄膜材料领域，具体是指用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于90%的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
[0003]传统使用中碳纤维除用作绝热保温材料外，一般不单独使用，多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料，可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等，而制备耐高温聚丙烯薄膜，是为了实现保护碳纤维复合材料的前提下进一步提高性能，因此目前对于聚丙烯薄膜及其制备方法如何在高温下提高其性能成为未来研究的热点，而现有技术存在以下问题：A：聚丙烯薄膜具有生产速度快且晶点少等优点，但目前高档聚丙烯薄膜的专用料依赖进口，我国仍处于生产发展的落后阶段，因此应加大聚丙烯薄膜专用料生产技术的开发；B：目前制备的国内生产的聚丙烯薄膜，制作成本较高，受热破坏分解后对环境的污染比较严重，不符合我国提倡的可持续发展绿色道路；C：现有技术能够高效的制备出耐高温聚丙烯薄膜，然而耐高温聚丙烯薄膜的耐高温性能较差，拉伸强度和抗氧化效果也不理想，使用受到局限性，亟待完善提高耐高温聚丙烯薄膜的性能；D：目前一些现有技术对耐高温聚丙烯薄膜的改良虽然可以提高耐高温耐热能力，但是聚丙烯薄膜使用寿命缩短，拉伸强度、冲击强度、水蒸气透过率和抗氧化效果会降低，因此无法实现既要耐高温耐热又能提高耐高温聚丙烯薄膜的性能。

技术实现思路

[0004]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜及其制备方法，针对现有聚丙烯薄膜不耐高温、拉伸强度、冲击强度和抗氧化效果较差的问题，本专利技术通过专利技术一种耐高温聚丙烯薄膜，聚丙烯是非极性聚合物，而纳米钛酸钡表面极性较强，二者的相容性差，并且纳米钛酸钡表面能高，自身极易团聚，利用高分子聚合物包覆改性纳米钛酸钡，通过极性单体与纳米钛酸钡表面发生物理化学作用牢固地结合在一起，再引发单体进行聚合，生成较长的高分子链，不仅可以促进纳米钛酸钡在聚丙烯基体中的分散，而且能强化纳米粒子与基体界面黏结；通过加入较高含量的共聚单元，使弹性体分子链具有极好的柔顺性，呈现橡胶的特征，具有良好的冲击强度，同时也具有很好的热塑加工性能，提高了聚丙烯的增韧性；对现有技术制备聚丙烯薄膜的基础上，通过改
性处理并加入耐热母粒，使其聚丙烯薄膜性能明显提高，既提高了聚丙烯薄膜的耐高温耐热能力，又实现了良好的拉伸强度、冲击强度和阻隔性；同时，制备了界面粘结剂和抗老化剂，不仅有助于聚丙烯薄膜形成致密的微观结构，还可以提高聚丙烯薄膜的热收缩率、冲击强度和水蒸气透过率；耐高温聚丙烯薄膜制备体系成熟，成本低廉，处理方法简单无污染，可以实现大规模生产。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提供了用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，所述薄膜包括下述重量份配比的原料：改性纳米钛酸钡：80～120份；改性聚丙烯：80～120份；高密度聚乙烯：30～60份；马来酸酐：0～30份；界面粘结剂：0～20份；抗老化剂：0～20份；致孔剂：1～10份；耐热母粒：1～10份。
[0006]优选地，所述薄膜包括下述重量份配比的原料：改性纳米钛酸钡：90～110份；改性聚丙烯：90～110份；高密度聚乙烯：40～50份；马来酸酐：10～20份；界面粘结剂：6～15份；抗老化剂：8～16份；致孔剂：2～6份；耐热母粒：2～6份。
[0007]进一步地，所述改性纳米钛酸钡包括下述重量份配比的成分：纳米钛酸钡：80～100份；硬脂酸：10～30份；KH550硅烷偶联剂：1～10份；丙烯酸丁酯：1～10份。
[0008]进一步地，所述改性聚丙烯包括下述重量份配比的成分：无规共聚聚丙烯：80～100份；乙烯基弹性体：1～20份；丙烯基弹性体：1～20份。
[0009]进一步地，所述乙烯基弹性体为乙烯和α－烯烃的共聚物，所述丙烯基弹性体为丙烯和乙烯的共聚物。
[0010]进一步地，所述高密度聚乙烯的密度为0.99～1.01g/cm
³
，所述致孔剂为聚乙二醇。
[0011]进一步地，所述界面粘结剂包括下述重量份配比的成分：马来酸酐：10～16份；
聚氨酯：10～20份；聚丙烯：12～20份。
[0012]进一步地，所述抗老化剂包括下述重量份配比的成分：二氧化硅：10～20份；抗氧剂：6～20份。
[0013]进一步地，所述耐热母粒包括下述重量份配比的成分：聚苯乙烯：50～70份；马来酸酐：2～5份；叔丁基氢醌：0.5～1.2份；高岭土：3～6份；抗氧剂：0.3～0.6份；润滑剂：0.4～0.6份；分散剂：0.5～1份；加工助剂：0.5～1份。
[0014]本专利技术还提出了用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：步骤一：制备改性纳米钛酸钡；步骤二：制备改性聚丙烯，将无规共聚聚丙烯、乙烯基弹性体、丙烯基弹性体用高速混合机混合均匀；步骤三：分别制备界面粘结剂、抗老化剂和耐热母粒；步骤四：将步骤一、步骤二和步骤三所制备的产物与其他原料放入双螺杆挤出机内，在190～200℃的温度下均匀混合，然后挤出造粒，得到所述用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜。
[0015]采用上述结构本专利技术取得的有益效果如下：（1）本专利技术通过专利技术一种耐高温聚丙烯薄膜，聚丙烯是非极性聚合物，而纳米钛酸钡表面极性较强，二者的相容性差，并且纳米钛酸钡表面能高，自身极易团聚，利用高分子聚合物包覆改性纳米钛酸钡，通过极性单体与纳米钛酸钡表面发生物理化学作用牢固地结合在一起，再引发单体进行聚合，生成较长的高分子链，不仅可以促进纳米钛酸钡在聚丙烯基体中的分散，而且能强化纳米粒子与基体界面黏结；（2）通过加入较高含量的共聚单元，使弹性体分子链具有极好的柔顺性，呈现橡胶的特征，具有良好的冲击强度，同时也具有很好的热塑加工性能，提高了聚丙烯的增韧性；（3）对现有技术制备聚丙烯薄膜的基础上，通过改性处理并加入耐热母粒，使其聚丙烯薄膜性能明显提高，既提高了聚丙烯薄膜的耐高温耐热能力，又实现了良好的拉伸强度、冲击强度和阻隔性；（4）制备了界面粘结剂和抗老化剂，不仅有助于聚丙烯薄膜形成致密的微观结构，还可以提高聚丙烯薄膜的热收缩率、冲击强度和水蒸气透过率；（5）耐高温聚丙烯薄膜制备体系成熟，制备成本低廉，处理方法简单，可以实现大规模生产。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中制备的改性纳米钛酸钡的傅里叶变换红外光谱；图2为本专利技术中制备的耐高温聚丙烯薄膜的傅里叶变换红外光谱；图3为本专利技术中制备的耐高温聚丙烯薄膜的XRD图谱；图4为本专利技术中制备的改性聚丙烯熔融过程的DSC曲线；图5为本专利技术中制备的改性聚丙烯结晶过程的DSC曲线；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括下述重量份配比的原料：改性纳米钛酸钡：80～120份；改性聚丙烯：80～120份；高密度聚乙烯：30～60份；马来酸酐：0～30份；界面粘结剂：0～20份；抗老化剂：0～20份；致孔剂：1～10份；耐热母粒：1～10份。2.根据权利要求1所述的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述薄膜包括下述重量份配比的原料：改性纳米钛酸钡：90～110份；改性聚丙烯：90～110份；高密度聚乙烯：40～50份；马来酸酐：10～20份；界面粘结剂：6～15份；抗老化剂：8～16份；致孔剂：2～6份；耐热母粒：2～6份。3.根据权利要求2所述的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述改性纳米钛酸钡包括下述重量份配比的成分：纳米钛酸钡：80～100份；硬脂酸：10～30份；KH550硅烷偶联剂：1～10份；丙烯酸丁酯：1～10份。4.根据权利要求2所述的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于，所述改性聚丙烯包括下述重量份配比的成分：无规共聚聚丙烯：80～100份；乙烯基弹性体：1～20份；丙烯基弹性体：1～20份。5.根据权利要求4所述的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄膜，其特征在于：所述乙烯基弹性体为乙烯和α－烯烃的共聚物，所述丙烯基弹性体为丙烯和乙烯的共聚物。6.根据权利要求2所述的用于碳纤维复合材料耐高温聚丙烯薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：何仕强，杨正才，唐小平，
申请(专利权)人：东莞市宇川塑胶制品有限公司，
类型：发明
国别省市：