一種改性ptt/碳纖維復(fù)合材料及其制備方法
【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PTT/碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯，簡稱PTT，是由對苯二甲酸和1，3-丙二醇縮聚而制得的，是繼聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研發(fā)的一種極具發(fā)展前途的新型聚酯高分子材料。與PET、PBT相比，PTT具有高彈性、良好的連續(xù)印染特性、抗紫外線、抗內(nèi)應(yīng)力、低靜電以及良好的生物降解性、可循環(huán)利用等多種優(yōu)良特性。此夕卜，PTT加工性好、吸濕性小、尺寸穩(wěn)定性高、物性變化小，兼有PET的高性能和PBT的易加工性能。因此PTT在地毯工業(yè)、服裝材料、工程熱塑料等眾多領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。但是，未改性的PTT存在缺口沖擊強度低、缺口敏感性大、耐熱性不好、阻燃性差的缺陷，這極大地限制了 PTT在各個領(lǐng)域中更廣泛的應(yīng)用。由于碳纖維具有密度小、比強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、成型好等優(yōu)點，將碳纖維與PTT共混可以起到很好的改性效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種強度高、阻燃效果好、抗老化的改性PTT/碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。
[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PTT/碳纖維復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT 60%?80%、碳纖維8%?15%、EVA 5%?10%、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PTT為特性黏度0.7?1.5dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
[0006]所述碳纖維為表面經(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。
[0007]所述EVA為乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]所述潤滑劑為硬脂酸鈣、乙撐雙硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一種。
[0011]所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
[0012]上述的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，待用；
(2)、碳纖維表面改性處理: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置于(質(zhì)量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C溫度下浸潰反應(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)干燥稱量后，將其與占聚丙烯腈基碳纖維質(zhì)量0.5%?1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?20分鐘，然后干燥待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的EVA、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、潤滑劑和阻燃劑，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?5分鐘，待充分混合均勻后出料；
(4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機中，于210°C?280°C溫度下經(jīng)過熔融混煉、擠出造粒，即得本發(fā)明的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有極高的比強度和比模量，而且耐老化性能優(yōu)異，加工性好，耐化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)小，適于高強塑料領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]實施例1:
一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT 60%、碳纖維15%、EVA 10%、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮2%、抗氧劑1010 0.3%、硬脂酸鈣0.7%、十溴二苯乙烷12%，所述PTT為特性黏度0.7?1.5dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纖維為表面經(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，所述EVA為乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0016]制備方法:(1)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，待用；(2)、碳纖維表面改性處理: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置于(質(zhì)量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C溫度下浸潰反應(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)干燥稱量后，將其與占聚丙烯腈基碳纖維質(zhì)量0.5%?1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?20分鐘，然后干燥待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的EVA、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、抗氧劑1010、硬脂酸鈣、十溴二苯乙烷，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?5分鐘，待充分混合均勻后出料；(4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機中，于210°C?280°C溫度下經(jīng)過熔融混煉、擠出造粒，即得本發(fā)明的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料。
[0017]實施例2:
一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT 77%、碳纖維8%、EVA5%、2_羥基-4-正辛氧基二苯甲酮1.5%、抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%、聚苯基膦酸二苯砜酯8%，所述PTT為特性黏度0.7?1.5dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纖維為表面經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性處理、且平均直徑在3?30μπκ平均長度在100?750 μ m和長徑比10?100的聚丙烯腈基碳纖維，所述EVA為乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0018]制備方法:(1)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥
6?8小時，待用；(2)、碳纖維表面改性處理: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置于(質(zhì)量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C溫度下浸潰反應(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)干燥稱量后，將其與占聚丙烯腈基碳纖維質(zhì)量0.5%?1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?20分鐘，然后干燥待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的EVA、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、抗氧劑1076與抗氧劑168的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯、聚苯基膦酸二苯砜酯，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?5分鐘，待充分混合均勻后出料；(4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機中，于210°C?280°C溫度下經(jīng)過熔融混煉、擠出造粒，即得本發(fā)明的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料。
【主權(quán)項】
1.一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT60%?80%、碳纖維8%?15%,EVA 5%?10%、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%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述碳纖維為表面經(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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其特征在于，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其特征在于，所述阻燃劑為十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥6?8小時，待用； (2)、碳纖維表面改性處理: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置于(質(zhì)量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C溫度下浸潰反應(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)干燥稱量后，將其與占聚丙烯腈基碳纖維質(zhì)量0.5%?1%的鈦酸酯偶聯(lián)劑混合、并在80°C?120°C溫度下攪拌10?20分鐘，然后干燥待用； (3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的EVA、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、潤滑劑和阻燃劑，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?5分鐘，待充分混合均勻后出料； (4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機中，于210°C?280°C溫度下經(jīng)過熔融混煉、擠出造粒，即得本發(fā)明的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的一種改性PTT/碳纖維復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為：PTT60%～80%、碳纖維8%～15%、EVA5%～10%、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%，所述碳纖維為表面經(jīng)過鈦酸酯偶聯(lián)劑改性處理、且平均直徑在3～30μm、平均長度在100～750μm和長徑比10～100的聚丙烯腈基碳纖維。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有極高的比強度和比模量，而且耐老化性能優(yōu)異，加工性好，耐化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)小，適于高強塑料領(lǐng)域。
【IPC分類】C08L23-08, C08K7-06, C08K5-3492, C08K13-06, C08K3-04, C08K5-132, C08K5-03, C08L67-02
【公開號】CN104861563
【申請?zhí)枴緾N201410549961
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島欣展塑膠有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年10月17日