一種改性pc/ptt/碳纖維的復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(PC)因分子剛性及空間位阻較大，其熔融溫度較高，加工困難，難以制得大型薄壁制品，且制品殘余應(yīng)力大，易發(fā)生應(yīng)力開裂，并且PC對缺口敏感，耐水解穩(wěn)定性和耐溶劑性不好，這些缺陷使得PC在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一種結(jié)晶速度快的新型聚酯材料，易于實(shí)現(xiàn)高速成型，且具有優(yōu)異的耐溶劑性，但其制品的成型收縮率大，存在缺口沖擊強(qiáng)度低、高溫下剛性不足等缺點(diǎn)。將PC與PTT共混可克服PC耐化學(xué)性差、成型加工困難等不足，亦可彌補(bǔ)PTT耐熱性差、沖擊性能不高、成型收縮率大等缺陷，因而PC/PTT在汽車、家用電器、電子電氣、體育用品等方面具有廣泛用途。但由于PC為非結(jié)晶聚合物，PTT為半結(jié)晶聚合物，PC/PTT屬于典型的非結(jié)晶與結(jié)晶聚合物共混體系，兩者之間界面粘結(jié)不良，這將導(dǎo)致PC/PTT的沖擊強(qiáng)度較低、力學(xué)性能不好的問題。為了得到高性能的PC/PTT材料，往往需要加入第三組分，以提升其性能及應(yīng)用效果。碳纖維由于密度小、比強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、成型好等優(yōu)點(diǎn)作為聚合物中的填充改性劑將具明顯的增強(qiáng)、導(dǎo)電優(yōu)勢。因而，對PC/PTT/碳纖維的研宄與應(yīng)用將具有很好的前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種力學(xué)性能好、阻燃性高的改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PC 30%?60%、PTT 20%?30%、改性碳纖維8%?15%、增韌劑5%?10%、相容劑2%?4%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%、阻燃劑6%?12%。
[0005]所述PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯。
[0006]所述PTT為聚對苯二甲酸丙二醇酯。
[0007]所述改性碳纖維為表面經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性處理、且平均直徑在3?30 μ m、平均長度在100?750 μ m和長徑比10?100的聚丙烯腈基碳纖維。
[0008]所述增韌劑為乙烯-辛烯共聚物POE、三元乙丙橡膠EPDM、丁腈橡膠NBR、聚氨酯彈性體TPU中的一種。
[0009]所述相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯AS-g-GMA。
[0010]所述光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮。
[0011]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物中的一種。
[0012]所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一種。
[0013]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
[0014]上述的一種改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)JfPC和PTT在強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?130°C溫度下干燥6?8小時(shí)，阻燃劑在80°C?85°C溫度下干燥I?2小時(shí)，待用；
(2)、將平均直徑在3?30μ m、平均長度在100?750 μ m和長徑比10?100的聚丙烯腈基碳纖維加入質(zhì)量濃度為60%?70%的硝酸溶液中，于75°C?90°C溫度下浸漬反應(yīng)5?30分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后稱量，再在干燥后的聚丙烯腈基碳纖維中加入占到所得碳纖維質(zhì)量含量0.5wt%?lwt%的鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?60分鐘，然后干燥，即得所述改性碳纖維，待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的PTT和阻燃劑加入高速混合器中，并按重量配比加入光穩(wěn)定劑、抗氧劑、潤滑劑，使一起混合3?5分鐘，待充分混合均勻后，出料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出切粒、并干燥后，即制得一種PTT復(fù)合母料；
(4)、按重量配比稱取干燥的PC加入高速混合器中，再按重量配比加入步驟(2)制得的改性碳纖維和步驟(3)得到的PTT復(fù)合母料，并按重量配比加入增韌劑和相容劑，使一起混合3?5分鐘，待充分混合均勻后，出料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在210°C?280°C溫度下經(jīng)過熔融混煉后，擠出造粒，即得本發(fā)明的一種改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有極高的比強(qiáng)度和比模量，而且阻燃性好，耐老化性能優(yōu)異，加工性好，耐化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)小，適于高強(qiáng)、高阻燃的塑料領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0017]實(shí)施例1:
一種改性PC/PTT/碳纖維的復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PC 38%、PTT 20%、改性碳纖維15%、POE 10%,AS-g-GMA 3%、2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮1.5%、抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物0.1%、硬脂酸鈣0.4%、十溴二苯乙烷12%，所述改性碳纖維為表面經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性處理、且平均直徑在3?30 μ m、平均長度在100?750 μ m和長徑比10?100的聚丙烯腈基碳纖維。
[0018]制備方法:(1)、將PC和PTT在強(qiáng)制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?130°C溫度下干燥6?8小時(shí)，十溴二苯乙烷在80°C?85°C溫度下干燥I?2小時(shí)，待用；(2)、將平均直徑在3?30 μ m、平均長度在100?750 μ m和長徑比10?100的聚丙烯腈基碳纖維加入質(zhì)量濃度為60%?70%的硝酸溶液中，于75°C?90°C溫度下浸漬反應(yīng)5?30分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后稱量，再在干燥后的聚丙烯腈基碳纖維中加入占到所得碳纖維質(zhì)量含量0.5wt%?lwt%的鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?60分鐘，然后干燥，即得所述改性碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PTT和十溴二苯乙烷加入高速混合器中，并按重量配比加入2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物、硬脂酸鈣，使一起混合3?5分鐘，待充分混合均勻后，出料加入雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出切粒、并干燥后，即制得一種PTT復(fù)合母料；(4)、按重量配比稱取干燥的PC加入高速混合器中，再按重量配比加