高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其各组分的质量百分含量为：聚甲醛51～76%、经表面处理的增强纤维23～48%、抗氧剂0.5～1%、成核剂0.5～1%。本复合材料中使用的增强纤维经过表面处理，增加相容性，改善界面性能；成核剂的加入可以改变聚甲醛的成核形态，加快结晶速度，减小结晶尺寸，改善纤维流动性，提高材料的冲击强度；在最佳的工艺条件下，配合偶联剂、成核剂的应用，使高含量纤维均匀分散在基体中，强度、模量、耐热性能都得到大幅提高，尤其是模量、冲击性能优势突出；碳纤维/玻璃纤维复合应用，在较低的成本下，复合材料的综合性能仍能达到一个较高的水平，在工业应用中有重要意义。

主权项

一种高模、高强、高耐热聚甲醛复合材料，其特征在于，其各组分的质量百分含量为：聚甲醛51～76％、经表面处理的增强纤维23～48％、抗氧剂0.5～1％、成核剂0.5～1％；增强纤维为聚丙烯腈基碳纤维长丝或聚丙烯腈基碳纤维长丝与长玻璃纤维的复合纤维；成核剂选自氮化硼、碳酸钙或聚酰胺；制备方法为：(1)对碳纤维长丝进行表面处理：首先在350℃～450℃有氧条件下高温处理10～60min，再将钛酸酯偶联剂溶液涂覆在碳纤维表面，最后在真空干燥；(2)对玻璃纤维长丝进行表面处理：将玻璃纤维长丝浸泡在预先配制的硅烷偶联剂溶液内，偶联剂溶液各组分的体积比为乙醇:水:硅烷偶联剂＝90:7:3，浸泡20～60min后，真空干燥；(3)将聚甲醛真空干燥后，与抗氧剂、成核剂混合并在高速搅拌机中搅拌均匀，得到聚甲醛预混料；(4)将聚甲醛预混料放入双螺杆挤出机主喂料槽，经表面处理后的增强纤维在双螺杆挤出机自然排气口加入，双螺杆挤出机料筒各段温度控制在160～175℃，机头温度为170℃；螺杆转速110～130r·min^‑1，主喂料转数15～30r·min^‑1，经挤出、拉条、冷却、造粒，真空干燥后得到聚甲醛复合材料粒料。