本發(fā)明涉及一種尼龍復(fù)合材料，尤其是涉及本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：pbt具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、流動(dòng)性好，特別適用于薄壁制件上的應(yīng)用。對(duì)于纖維增強(qiáng)pbt阻燃改性，傳統(tǒng)的溴銻體系阻燃效率高，性能保持率好，但易形成二次污染而逐漸被淘汰。現(xiàn)代人類環(huán)保理念越來越強(qiáng)，無鹵阻燃劑是大勢(shì)所趨。紅磷阻燃劑雖然效率好但可能因阻燃劑析出造成制件腐蝕破壞的風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)外的無鹵阻燃劑綜合性能好但價(jià)格過高，限制了其使用。本發(fā)明采用復(fù)配的磷氮系阻燃劑，確定磷含量＞30%，氮含量＞5%，磷氮比4:1的阻燃劑配方，達(dá)到最優(yōu)的阻燃效果?？轨o電改性方面，添加低分子量抗靜電劑是最常見的抗靜電措施，這種改性材料主要是利用抗靜電劑在材料表面吸附的水分降低表面電阻率，因此耐久性差，不耐洗，對(duì)環(huán)境濕度的依賴性大，國(guó)外有學(xué)者在含有醚鍵的聚合物內(nèi)復(fù)合一定分量的金屬鹽溶膠，金屬離子和聚醚嵌段物的醚鍵配合，在其內(nèi)部形成離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高導(dǎo)電率，增強(qiáng)聚合物的導(dǎo)電能力，這兩種方法對(duì)材料的耐熱溫度和表面特性都有不同程度下降，不適用與增強(qiáng)增強(qiáng)材料。而經(jīng)炭黑，金屬填料改性的聚合物，雖能獲得比較好的永久性抗靜電性能，但往往添加量大，性能破壞大且加工困難。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：第一方面，本發(fā)明涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料，所述復(fù)合材料由以下重量百分含量的各組分組成：pbt52.1~68.1%，無鹵阻燃劑15~20%，碳纖維10~30%，接枝型增韌改性劑2~4%，抗氧劑0.4%，潤(rùn)滑分散劑0.5%。優(yōu)選地，所述pbt為普通注塑級(jí)樹脂，pbt樹脂的粘度為0.7~1.5pa.s。優(yōu)選地，所述無鹵阻燃劑為氮磷系復(fù)配型阻燃劑，其中：以氮磷系復(fù)配型阻燃劑質(zhì)量含量為100%計(jì)，磷≥30%，氮≥5%，磷與氮的質(zhì)量含量比為4:1。優(yōu)選地，所述氮磷系復(fù)配型阻燃劑為次磷酸鹽與膨脹型磷氮系阻燃劑復(fù)配。優(yōu)選地，所述次磷酸鹽為二乙基次磷酸鹽、乙基次磷酸鹽、乙基丁基次磷酸鹽中的一種或者幾種的混合物。優(yōu)選地，所述膨脹型磷氮系阻燃劑為三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、磷酸銨、磷腈、三嗪衍生物的一種或幾種的混合。優(yōu)選地，所述碳纖維為改性短切碳纖維，其長(zhǎng)度為4~7mm。優(yōu)選地，所述碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa。優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑245。優(yōu)選地，所述接枝型增韌改性劑為乙烯與辛烯接枝共聚物。優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑分散劑為硅酮。第二方面，本發(fā)明還涉及前述的碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：1)按照以下租=組分及重量百分比含量備料：pbt52.1~68.1%，無鹵阻燃劑15~20%，碳纖維10~30%，接枝型增韌改性劑2~4%，抗氧劑0.4%，潤(rùn)滑分散劑0.5%；2)將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)異效果：1)本發(fā)明采用復(fù)配的無鹵磷氮系阻燃劑，次磷酸鹽與膨脹型磷氮系阻燃劑按比例復(fù)配，最終磷≥30%，氮≥5%，磷氮質(zhì)量比4:1，達(dá)到最優(yōu)的阻燃效果，復(fù)配克服了國(guó)產(chǎn)單一無鹵阻燃劑阻燃效率低、耐溫差的劣勢(shì)，與國(guó)外熟知的無鹵阻燃劑相比，達(dá)到同等阻燃效果，成本更低。2)本發(fā)明采用的經(jīng)特殊處理的碳纖維作為導(dǎo)電增強(qiáng)改性劑，與熱塑性樹脂具有良好的結(jié)合性，碳纖維具有質(zhì)輕、拉伸強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特點(diǎn)本，與玻璃纖維相比，模量高3~5倍，是一種獲得高剛性和高強(qiáng)度尼龍材料的優(yōu)良增強(qiáng)材料。利用其導(dǎo)電性能，制備導(dǎo)電材料導(dǎo)電效率高機(jī)械性能高，傳統(tǒng)的導(dǎo)電炭黑填料，炭黑與樹脂結(jié)合分散性不好，機(jī)械性能差，易磨損脫落損害部件。3)本發(fā)明是針對(duì)電器類產(chǎn)品對(duì)材料防電磁屏蔽要求的抗靜電及阻燃性能有特殊要求開發(fā)，本發(fā)明的產(chǎn)品表面電阻達(dá)到10-2-106ω，抗電磁屏蔽，無鹵環(huán)保達(dá)到ul-94v0，機(jī)械強(qiáng)度高，表觀優(yōu)良綜合性能優(yōu)異，結(jié)合pbt良好的流動(dòng)性能，特別適用于精密要求高的薄壁制件。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域德爾普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，按照表1中的組分及含量進(jìn)行備料：其中：pbt為藍(lán)星th6100；無鹵阻燃劑為二乙基次磷酸鹽與三聚氰胺氰尿酸鹽按5:1復(fù)配而成的氮磷系復(fù)合型阻燃劑，其中磷含量≥30%，氮含量≥5%，磷氮含量比為4:1；碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa；接枝型增韌改性劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物，優(yōu)選為阿克瑪公司ax8900；抗氧劑為抗氧劑245；潤(rùn)滑分散劑為硅酮；步驟2，將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。實(shí)施例2本實(shí)施例涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，按照表1中的組分及含量進(jìn)行備料：其中：pbt為藍(lán)星th6100；無鹵阻燃劑為乙基次磷酸鹽與三聚氰胺焦磷酸鹽按6:1復(fù)配而成的氮磷系復(fù)合型阻燃劑，其中磷含量≥30%，氮含量≥5%，磷氮含量比為4:1；碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa；接枝型增韌改性劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物，優(yōu)選為阿克瑪公司ax8900；抗氧劑為抗氧劑245；潤(rùn)滑分散劑為硅酮；步驟2，將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。實(shí)施例3本實(shí)施例涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，按照表1中的組分及含量進(jìn)行備料：其中：pbt為藍(lán)星th6100；無鹵阻燃劑為乙基丁基次磷酸鹽與磷酸銨按6:1復(fù)配而成的氮磷系復(fù)合型阻燃劑，其中磷含量≥30%，氮含量≥5%，磷氮含量比為4:1；碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa；接枝型增韌改性劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物，優(yōu)選為阿克瑪公司ax8900；抗氧劑為抗氧劑245；潤(rùn)滑分散劑為硅酮；步驟2，將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。實(shí)施例4本實(shí)施例涉及一種碳纖維增強(qiáng)無鹵阻燃pbt復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，按照表1中的組分及含量進(jìn)行備料：其中：pbt為藍(lán)星th6100；無鹵阻燃劑為二乙基次磷酸鹽與乙基次磷酸鹽的混合物與三聚氰胺氰尿酸鹽按6:1復(fù)配而成的氮磷系復(fù)合型阻燃劑，其中磷含量≥30%，氮含量≥5%，磷氮含量比為4:1；碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa；接枝型增韌改性劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物，優(yōu)選為阿克瑪公司ax8900；抗氧劑為抗氧劑245；潤(rùn)滑分散劑為硅酮；步驟2，將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。對(duì)比例1~4以下對(duì)比例均涉及pbt復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：步驟1，按照表2中的組分及含量進(jìn)行備料；其中：pbt為藍(lán)星th6100；無鹵阻燃劑為科萊恩op1312；抗氧劑為抗氧劑245；潤(rùn)滑分散劑為硅酮；玻璃纖維為巨石集團(tuán)gf988a；碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維，其拉伸強(qiáng)度＞500kg/mm3，拉伸模量＞250g.pa；接枝型增韌改性劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯無規(guī)三元共聚物，優(yōu)選為阿克瑪公司ax8900；步驟2，將上述原料放入高混機(jī)中混合3~5min后出料，得到混合物，碳纖維從側(cè)喂料口加入，然后控制雙螺桿擠出機(jī)的加工溫度210~240℃，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)180~600轉(zhuǎn)/分，將混合物置于雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，即得產(chǎn)品。表1原料/wt%實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4pbt67.155.152.168.1無鹵阻燃劑20171517碳纖維10253010接枝型增韌改性劑2224抗氧劑0.40.40.40.4潤(rùn)滑分散劑0.50.50.50.5表2原料/wt%對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4pbt52.845.842.859.8玻璃纖維40.330.333.3碳纖維16.3無鹵阻燃劑17國(guó)外無鹵阻燃劑17增韌改性劑2222導(dǎo)電炭黑4444抗氧劑0.40.40.40.4潤(rùn)滑分散劑0.50.50.50.5根據(jù)實(shí)施例1~4及對(duì)比例1~4制得的樣品1~8，進(jìn)行性能測(cè)試對(duì)比，采用iso標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試性能對(duì)比如表3所示。表3測(cè)試項(xiàng)目樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品8拉伸強(qiáng)度/mpa95125155120958085130彎曲強(qiáng)度/mpa180220245210160170170225彎曲模量/mpa60009001200088007500650063009100缺口沖擊強(qiáng)度kj/m26.58.08.59.26.55.56.08.5阻燃性（ul94）/1.6mmv0v0v0v0hbv0v0v0表面電阻ω＜103＜103＜103＜103＜1010＜1010＜1010＜1010實(shí)施例1~4制得的產(chǎn)品表面電阻達(dá)到10-2-106ω，可以抗電磁屏蔽要求，無鹵環(huán)保達(dá)到ul-94v0，機(jī)械強(qiáng)度高，表觀優(yōu)良綜合性能優(yōu)異，與對(duì)比例1~4相比，導(dǎo)電炭黑的添加表面電阻只有1010ω，機(jī)械性能破壞大，繼續(xù)加大炭黑導(dǎo)電炭黑添加量，加工困難，制得樣品表觀質(zhì)量差，無實(shí)際應(yīng)用意義。與國(guó)外阻燃劑相比，機(jī)械性能基本相當(dāng)，成本更低。本發(fā)明制得的功能集成化材料無鹵阻燃增強(qiáng)pbt復(fù)合材料，特別適用于電子電氣領(lǐng)域薄壁制件材料。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。當(dāng)前第1頁12