高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚碳酸酯50%～90%、表面改性碳纖維5%～10%、有機蒙脫土5%～20%、相容劑2%～4%、光穩(wěn)定劑0.5%～2%、復(fù)合抗氧劑0.1%～1%、潤滑劑0.1%～1%。本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用碳纖維表面改性處理后用于改性聚碳酸酯，并添加其它適量助劑，使制得的成品具有高強度、高剛性、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能等優(yōu)點，而且其穩(wěn)定性好，耐老化、耐化學(xué)藥品性強，加工性能好，在汽車、電子、航天航空、軍事、化工等行業(yè)應(yīng)用具有巨大潛力。
【專利說明】 高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料。

【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優(yōu)越的工程塑料，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料，具有優(yōu)異的沖擊韌性、尺寸穩(wěn)定性、電氣絕緣性、耐蠕變性、耐候性、透明性和無毒性等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設(shè)備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，但它也存在一些缺陷，如加工性能較差，易應(yīng)力開裂，缺口沖擊和低溫韌性差等，從而大大地限制其應(yīng)用，因此，對聚碳酸酯改性是非常必要的。碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特性，屬典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，主要用于制備先進(jìn)復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于宇航、體育用品領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域及土木建筑領(lǐng)域。碳纖維可以作為增強樹脂復(fù)合材料和改進(jìn)其力學(xué)性能的增強劑，但碳纖維增強樹脂復(fù)合材料時，要求有較高的層間剪切強度(ILSS)，而未經(jīng)表面處理的碳纖維表面呈惰性，比表面積小，邊緣活性碳原子少，活性官能團含量極少，表面能低，和樹脂浸潤性及兩相界面粘結(jié)性差，碳纖維與樹脂復(fù)合材料的層間剪切強度較低，很難達(dá)到預(yù)期的改性效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維增強、增剛和具有優(yōu)良穩(wěn)定性的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯50%?90%、表面改性碳纖維5%?10%、有機蒙脫土 5%?20%、相容劑2%?4%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、復(fù)合抗氧劑0.1%?1%、潤滑劑0.1%?1%。
[0005]所述的表面改性碳纖維為表面接枝改性后由等離子體處理的表面改性碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°c?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維。
[0006]所述的相容劑為聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH)。
[0007]所述的光穩(wěn)定劑為受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-944Z或GW-622。
[0008]所述的復(fù)合抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
[0009]所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0010]上述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料的制備方法，包括以下步驟:
(I)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機中于110°c?130°C溫度下干燥3?4小時，待用； (2)、碳纖維表面改性處理:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維，待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面改性碳纖維，加入高速混合機，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的有機蒙脫土、相容劑、光穩(wěn)定劑、復(fù)合抗氧劑、潤滑劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使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，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用碳纖維表面改性處理后用于改性聚碳酸酯，并添加其它適量助劑，使制得的成品具有高強度、高剛性、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能等優(yōu)點，而且其穩(wěn)定性好，耐老化、耐化學(xué)藥品性強，加工性能好，在汽車、電子、航天航空、軍事、化工等行業(yè)應(yīng)用具有巨大潛力。

【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0013]實施例1:
一種高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯80%、表面改性碳纖維5%、有機蒙脫土 10%、聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH) 3%、受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-944Z 1%、復(fù)合受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 0.8%。其中，所述的表面改性碳纖維為表面接枝改性后由等離子體處理的表面改性碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維。
[0014]制備方法:(1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，待用；(2)、碳纖維表面改性處理:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面改性碳纖維，加入高速混合機，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的有機蒙脫土、聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH)、受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-944Z、復(fù)合受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，繼續(xù)混合5?30分鐘，使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，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
[0015]實施例2:
一種高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯74%、表面改性碳纖維10%、有機蒙脫土 10%、聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH)3.5%、受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-622 1.2%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.4%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 0.9%。其中，所述的表面改性碳纖維為表面接枝改性后由等離子體處理的表面改性碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶齊U，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維。
[0016]制備方法:(1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，待用；(2)、碳纖維表面改性處理:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面改性碳纖維，加入高速混合機，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的有機蒙脫土、聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH)、受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-622、復(fù)合受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，繼續(xù)混合5?30分鐘，使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，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
【權(quán)利要求】
1.一種高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯50%?90%、表面改性碳纖維5%?10%、有機蒙脫土 5%?20%、相容劑2%?4%、光穩(wěn)定劑0.5%?2%、復(fù)合抗氧劑0.1%?1%、潤滑劑0.1%?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，所述的表面改性碳纖維為表面接枝改性后由等離子體處理的表面改性碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶齊U，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，所述的相容劑為聚甲基丙烯酸甲酯接枝馬來酸酐(PMMA-g-MAH)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，所述的光穩(wěn)定劑為受阻胺類高分子量光穩(wěn)定劑GW-944Z或GW-622。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，所述的復(fù)合抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料，其特征在于，所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高剛性高穩(wěn)定性聚碳酸酯改性塑料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，待用； (2)、碳纖維表面改性處理:將碳纖維用體積比1:1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面環(huán)氧樹脂，于80°C?150°C烘干除去溶劑，然后浸潰丙烯酸，均勻地纏繞在玻璃框上，烘干后置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的等離子體的箱內(nèi)，在O?150°C條件下產(chǎn)生惰性氣體的等離子體處理2?5分鐘后，經(jīng)干燥、冷卻，即得到表面改性碳纖維，待用； (3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和步驟(2)得到的表面改性碳纖維，加入高速混合機，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的有機蒙脫土、相容劑、光穩(wěn)定劑、復(fù)合抗氧劑、潤滑劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使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，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
【文檔編號】C08F220/06GK104419181SQ201310399518
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:青島欣展塑膠有限公司