一种延缓老化的复合型工程材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于新材料领域，具体涉及一种延缓老化的复合型工程材料及其制备方法。一种延缓老化的复合型工程材料，按重量份计，其制备原料包括聚双环戊二烯Parmax树脂500

【技术实现步骤摘要】
一种延缓老化的复合型工程材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于新材料领域，具体涉及一种延缓老化的复合型工程材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]新能源汽车是指采用非传统燃料的汽车，如电动汽车、混合动力汽车等。在能源和环保的压力下，新能源汽车成为汽车的发展方向。相较于传统燃油车，新能源汽车轻量化更为迫切，轻量化材料可以降低汽车重量，从而减少能源消耗和排放。
[0003]聚双环戊二烯(polydicyclopentadiene，简称PDCPD)是20世纪90年代后出现在国际市场的一种新型的高抗冲工程塑料，由于PDCPD材料具有低密度、高强度、高硬度、高耐冲击性及优异的耐腐蚀性，PDCPD可以代替金属或玻璃钢而应用于新能源车外壳及其他部件，使新能源汽车轻量化，且PDCPD属于环境友好材料。但由于PDCPD的耐磨性较差，含有不饱和双键，使用过程中PDCPD的物理结构或化学结构会发生改变，耐老化性较低，降低了新能源车外壳的使用寿命。
[0004]为了提高新能源车外壳的使用寿命，常常向PDCPD中加入热稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧剂等抗老化助剂，可以提高PDCPD的耐老化性，但不能提高PDCPD的耐磨性。

技术实现思路

[0005]为了提高PDCPD的耐老化性和耐磨性，本申请提供一种延缓老化的复合型工程材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种延缓老化的复合型工程材料，采用如下技术方案实现：一种延缓老化的复合型工程材料，按重量份计，其制备原料包括聚双环戊二烯Parmax树脂500
‑
800份、降冰片烯二酸酐改性碳纤维20
‑
30份、超高分子量聚乙烯纤维10
‑
20份、气相二氧化硅10
‑
15份、偶联剂5
‑
8份和抗老化助剂8
‑
12份；所述抗老化助剂由抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂按质量比1:(0.6
‑
0.8):(0.4
‑
0.6):(0.2
‑
0.3)混合而成。
[0007]通过采用上述技术方案，降冰片烯二酸酐改性碳纤维在碳纤维表面引入降冰片烯二酸酐，提高了碳纤维与聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的界面结合力，提高了材料的耐磨性。降冰片烯二酸酐改性碳纤维和超高分子量聚乙烯纤维两者共同作用，不仅提高了材料的耐磨性，还提高了抗老化助剂的稳定性，使抗老化助剂不异析出，提高了材料的耐老化性。偶联剂提高了气相二氧化硅与其他组分的相容性，提高了材料的耐磨性，也提高了抗老化助剂的分散性，从而提高了材料的耐老化性。
[0008]优选的，所述降冰片烯二酸酐改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳纤维置于氧化液中浸泡，取出清洗，得表面氧化处理后的碳纤维；S2、将降冰片烯二酸酐加入乙醇中溶解，然后加入表面氧化处理后的碳纤维，80
‑
100℃反应10
‑
16h，清洗，得降冰片烯二酸酐改性碳纤维；所述降冰片烯二酸酐、乙醇和表面氧化处理后的碳纤维的质量比为(0.1
‑
0.2):5:
1。
[0009]通过采用上述技术方案，碳纤维表面经氧化液氧化刻蚀后形成含羟基、羧基等氧活性官能团，然后与降冰片烯二酸酐接枝制备得降冰片烯二酸酐改性碳纤维，能够与聚双环戊二烯Parmax树脂通过化学键连接形成网络结构，提高了降冰片烯二酸酐改性碳纤维与聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的界面结合力，提高了延缓老化的复合型工程材料的耐磨性。
[0010]优选的，所述氧化液由10wt％氯酸钠水溶液和25wt％硫酸水溶液按质量比1:(0.8
‑
1.2)混合而成。
[0011]通过采用上述技术方案，10wt％氯酸钠水溶液和25wt％硫酸水溶液组合的氧化液，提高了碳纤维表面的氧活性官能团含量，同时增大了碳纤维的粗糙度，有利于提高降冰片烯二酸酐的接枝率，提高降冰片烯二酸酐改性碳纤维与聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的界面结合力，从而提高了延缓老化的复合型工程材料的耐磨性。
[0012]优选的，所述偶联剂由硅烷偶联剂和高分子偶联剂按质量比1:(1.5
‑
2.5)混合而成。
[0013]通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂可以提高气相二氧化硅与降冰片烯二酸酐改性碳纤维、聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的相容性，高分子偶联剂可以提高抗老化助剂与降冰片烯二酸酐改性碳纤维、聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的相容性，硅烷偶联剂和高分子偶联剂两者共同作用，提高了各组分的分散性，从而提高了延缓老化的复合型工程材料的耐磨性和耐候性。
[0014]优选的，所述硅烷偶联剂为甲基乙烯基二氯硅烷。
[0015]通过采用上述技术方案，甲基乙烯基二氯硅烷含有乙烯基和Si
‑
Cl键，提高了硅烷偶联剂的活性，有利于提高气相二氧化硅与降冰片烯二酸酐改性碳纤维、聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的相容性，进一步提高了材料的耐磨性，以及有利于提高抗老化助剂与聚双环戊二烯Parmax树脂等组分之间的相容性，还提高了材料的耐候性。
[0016]优选的，所述高分子偶联剂为聚乙烯接枝马来酸酐。
[0017]通过采用上述技术方案，聚乙烯接枝马来酸酐既具有聚乙烯的良好加工性和其它优异性能，又具有马来酸酐极性分子的可再反应性和强极性，提高了抗老化助剂与降冰片烯二酸酐改性碳纤维、聚双环戊二烯Parmax树脂、超高分子量聚乙烯纤维之间的相容性，从而提高了材料的耐老化性。
[0018]优选的，所述气相二氧化硅的比表面积为250
‑
350m2/g。
[0019]通过采用上述技术方案，气相二氧化硅的比表面积大，可以提高气相二氧化硅与聚双环戊二烯Parmax树脂等组分之间的接触面积，提高气相二氧化硅的分散性，从而提高材料的耐磨性。
[0020]优选的，所述抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂的质量比为1:0.7:0.5:0.2。
[0021]通过采用上述技术方案，通过调控抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂的质量比，可以调节材料的耐热老化性能和耐紫外老化性能，当抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂的质量比为1:0.7:0.5:0.2时，有效抑制了聚双环戊二烯Parmax树脂
的热老化降解和光老化降解，延缓老化的复合型工程材料的耐老化性较优。
[0022]优选的，所述超高分子量聚乙烯纤维的重均分子量为350万
‑
450万。
[0023]通过采用上述技术方案，超高分子量聚乙烯纤维的重均分子量高，可以提高材料的拉伸强度。
[0024]第二方面，本申请提供一种延缓老化的复合型工程材料的制备方法，采用如下技术方案实现：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种延缓老化的复合型工程材料，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括聚双环戊二烯Parmax树脂500
‑
800份、降冰片烯二酸酐改性碳纤维20
‑
30份、超高分子量聚乙烯纤维10
‑
20份、气相二氧化硅10
‑
15份、偶联剂5
‑
8份和抗老化助剂8
‑
12份；所述抗老化助剂由抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂按质量比1:（0.6
‑
0.8）:（0.4
‑
0.6）:（0.2
‑
0.3）混合而成。2.根据权利要求1所述的一种延缓老化的复合型工程材料，其特征在于，所述降冰片烯二酸酐改性碳纤维的制备方法，包括如下步骤：S1、将碳纤维置于氧化液中浸泡，取出清洗，得表面氧化处理后的碳纤维；S2、将降冰片烯二酸酐加入乙醇中溶解，然后加入表面氧化处理后的碳纤维，80
‑
100℃反应10
‑
16h，清洗，得降冰片烯二酸酐改性碳纤维；所述降冰片烯二酸酐、乙醇和表面氧化处理后的碳纤维的质量比为（0.1
‑
0.2）:5:1。3.根据权利要求2所述的一种延缓老化的复合型工程材料，其特征在于，所述氧化液由10wt%氯酸钠水溶液和25wt%硫酸水溶液按...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭丽，苏健新，刘方义，苏志军，
申请(专利权)人：深圳市高科塑化有限公司，
类型：发明
国别省市：