本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種高強度高剛度PC/PET合金。
背景技術(shù)：
PC/PET合金(聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯)是一種綜合性能較為理想的工程塑料，它既具有PC剛性和耐熱性，又具有PET的耐溶劑性，可廣泛應(yīng)用于汽車、家電、通訊等領(lǐng)域。但由于PET是結(jié)晶聚合物，PC是非結(jié)晶聚合物，PC/PET合金屬于典型的非晶/結(jié)晶共混體系，而且兩者共混對其力學(xué)性能有較大影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種納米碳纖維填充增強的高強度高剛度PC/PET合金。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高強度高剛度PC/PET合金，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：PC 50％～70％、PET 10％～30％、納米碳纖維5％～15％、二氧化硅2％～8％、相容劑2％～5％、偶聯(lián)劑0.2％～1％、抗氧劑0.1％～0.5％、分散劑0.1％～1％。
所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000～40000g/mol。
所述的PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，其處理方法為：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉 溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維。
所述的二氧化硅為粒徑在20～100nm之間的氣相納米二氧化硅。
所述的相容劑為苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物(SMA)、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(SAG)、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(AS-g-GMA)中的一種。
所述的偶聯(lián)劑為鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。
所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1：1比例的復(fù)配物。
所述的分散劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。
上述的一種高強度高剛度PC/PET合金的制備方法，包括以下步驟：
(1)、將PC在鼓風(fēng)干燥機中于110℃～130℃溫度下干燥3～4小時，PET在130℃～150℃下干燥3～4小時，二氧化硅在80℃～85℃下干燥30～45分鐘，待用；
(2)、納米碳纖維表面經(jīng)氧化預(yù)處理：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的二氧化硅和偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機中，于100℃～120℃溫度下攪拌15～40分鐘，得到表面改性后的二氧化硅，然后冷卻至低于40℃出料，待用；
(4)、按重量配比稱取干燥的PC和PET，加入高速混合機中，攪拌2～5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2)得到的表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維和步驟(3)得到的表面改性后的二氧化硅，同時加入按重量配比稱取的相容劑、抗氧劑和分散劑，繼續(xù)攪拌10～30分鐘，使充分混合均勻后出料；
(5)、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機中，在235℃～270℃下經(jīng)塑化混合擠出、冷卻造粒，即得成品。
本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用表面經(jīng)氧化預(yù)處理后的納米碳纖維填充改性PC/PET合金，具有高比強度、高比模量、高導(dǎo)電導(dǎo)熱等優(yōu)點，添加相容劑有利于提高PC和PET兩者的相容性，并且還提高了PC/PET合金的綜合性能，添加二氧化硅進一步提高了合金體系的強度、硬度和耐熱性能。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例1：
一種高強度高剛度PC/PET合金，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：PC 55％、PET 30％、納米碳纖維10％、二氧化硅2％、苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物(SMA)2％、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑0.2％、抗氧劑0.2％、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.6％。其中，所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000～40000g/mol；所述的PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，其處理方法為：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維；所述的二氧 化硅為粒徑在20～100nm之間的氣相納米二氧化硅；所述的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。
制備方法：(1)、將PC在鼓風(fēng)干燥機中于110℃～130℃溫度下干燥3～4小時，PET在130℃～150℃下干燥3～4小時，二氧化硅在80℃～85℃下干燥30～45分鐘，待用；(2)、納米碳纖維表面經(jīng)氧化預(yù)處理：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的二氧化硅和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機中，于100℃～120℃溫度下攪拌15～40分鐘，得到表面改性后的二氧化硅，然后冷卻至低于40℃出料，待用；(4)、按重量配比稱取干燥的PC和PET，加入高速混合機中，攪拌2～5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2)得到的表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維和步驟(3)得到的表面改性后的二氧化硅，同時加入按重量配比稱取的苯乙烯接枝馬來酸酐共聚物(SMA)、抗氧劑和季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，繼續(xù)攪拌10～30分鐘，使充分混合均勻后出料；(5)、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機中，在235℃～270℃下經(jīng)塑化混合擠出、冷卻造粒，即得成品。
實施例2：
一種高強度高剛度PC/PET合金，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：PC 50％、PET 24％、納米碳纖維15％、二氧化硅5％、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)4％、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑0.5％、抗氧劑0.5％、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)1％。其中，所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯， 重均分子量為20000～40000g/mol；所述的PET為聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述的納米碳纖維為表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，其處理方法為：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維；所述的二氧化硅為粒徑在20～100nm之間的氣相納米二氧化硅；所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1076與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1：1比例的復(fù)配物。
制備方法：(1)、將PC在鼓風(fēng)干燥機中于110℃～130℃溫度下干燥3～4小時，PET在130℃～150℃下干燥3～4小時，二氧化硅在80℃～85℃下干燥30～45分鐘，待用；(2)、納米碳纖維表面經(jīng)氧化預(yù)處理：將納米碳纖維加入體積比3：1的98％(質(zhì)量百分比)濃硫酸和70％(質(zhì)量百分比)濃硝酸的混合液，在60℃～90℃溫度下反應(yīng)10～40分鐘，然后先后用氫氧化鈉溶液中和、用水清洗，直至pH值不顯酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的二氧化硅和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，加入超聲振蕩發(fā)生器或轉(zhuǎn)速不低于3000轉(zhuǎn)/分鐘的高速混合機中，于100℃～120℃溫度下攪拌15～40分鐘，得到表面改性后的二氧化硅，然后冷卻至低于40℃出料，待用；(4)、按重量配比稱取干燥的PC和PET，加入高速混合機中，攪拌2～5分鐘，然后加入按重量配比稱取步驟(2)得到的表面經(jīng)氧化預(yù)處理的納米碳纖維和步驟(3)得到的表面改性后的二氧化硅，同時加入按重量配比稱取的甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)、抗氧劑和季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，繼續(xù)攪拌10～30分鐘，使充分混合均勻 后出料；(5)、將步驟(4)的混合料加入雙螺桿擠出機中，在235℃～270℃下經(jīng)塑化混合擠出、冷卻造粒，即得成品。