一種碳纖維增強(qiáng)改性pc/pet合金的制作方法
【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(shuō)是一種碳纖維增強(qiáng)改性PC/PET合金。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(PC)作為綜合性能優(yōu)異、用途極為廣泛的重要工程塑料品種，廣泛用于汽車、電子電氣、建筑材料、機(jī)械零件、辦公自動(dòng)化設(shè)備、包裝、運(yùn)動(dòng)器械、醫(yī)療、保健、光盤和家庭用品等領(lǐng)域，但純PC也存在一些缺陷，如加工性能較差，易應(yīng)力開(kāi)裂，缺口沖擊和低溫韌性差，耐磨性差，硬度低等，從而限制其的應(yīng)用范圍。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由對(duì)苯二甲酸(PTA)和乙二醇縮聚而成的一種半透明結(jié)晶型熱塑性聚酯，具有優(yōu)良的耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)藥品性、電絕緣性和力學(xué)強(qiáng)度高等特性，而且價(jià)格低廉，廣泛用于合成滌綸纖維及薄膜制造、民用吹塑，還可以作為工程塑料用于機(jī)械、電子、汽車、電器制造和消費(fèi)品。但是由于PET的玻璃化溫度、熔點(diǎn)比較高，模溫高，成型加工困難、成型周期長(zhǎng)，制品表面粗糙、光澤度差，沖擊韌性也不好，吸水性大等缺點(diǎn)，因而大大限制了 PET的應(yīng)用范圍。將PC和PET共混可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，PC/PET合金既具有PC剛性和耐熱性，又具有PET的耐溶劑性，是一種綜合性能較為理想的工程塑料，可廣泛應(yīng)用于汽車、家電、通訊等領(lǐng)域。但是，由于PET是結(jié)晶聚合物，PC是非結(jié)晶聚合物，PC/PET屬于典型的非晶/結(jié)晶共混體系，而且兩者共混對(duì)其力學(xué)性能有較大影響，在PC/PET體系中添加相適應(yīng)的增容劑可以較好地解決兩者相容性問(wèn)題。碳纖維具有高強(qiáng)度、低密度、高耐溫、耐水、耐腐蝕等特點(diǎn)，是一種優(yōu)異的高強(qiáng)度增強(qiáng)材料，已在軍事及民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。碳纖維增強(qiáng)改性PC/PET合金具有非常高的比強(qiáng)度，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究甚少。

【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(qiáng)改性PC/PET合金。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種碳纖維增強(qiáng)改性PC/PET合金，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PC 50%?60%、PET 5%?30%、碳纖維5%?15%、阻燃劑5%?10%、增容劑2%?5%、抗滴落劑0.1%?0.5%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤(rùn)滑劑0.5%?1.5%。
[0005]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。
[0006]所述的PET為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度為0.6?1.0dL/g。
[0007]所述的碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氣液雙效氧化處理后的碳纖維，其處理方法為:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘,然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面,在400°C?450°C下氧化5?10分鐘,然后暴露在空氣中冷卻10?45分鐘，再經(jīng)干燥后得到的碳纖維。
[0008]所述的阻燃劑為雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)阻燃劑(BDP)。
[0009]所述的增容劑為乙烯-馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(EMG)、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三嵌段共聚物(E-MA-GMA)、苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物(SMA)中的一種。
[0010]所述的抗滴落劑為質(zhì)量比為3:1的聚四氟乙烯(PTFE)與聚偏氟乙烯(PVDF)的復(fù)配物。
[0011]所述的抗氧劑為質(zhì)量比為1:1的受阻酚類抗氧劑1010或1076與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配物。
[0012]所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0013]上述的一種碳纖維增強(qiáng)改性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(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，PET在130°C?150°C下干燥3?4小時(shí)，阻燃劑在80°C?85°C下干燥30?45分鐘，待用；
(2)、碳纖維表面處理:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面，在400°C?450°C下氧化5?10分鐘，然后暴露在空氣中冷卻10?45分鐘，再經(jīng)干燥后待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的PC、PET和阻燃劑，加入高速混合機(jī)中，攪拌3?5分鐘，然后加入按重量配比稱取的增容劑、抗滴落劑、抗氧劑、潤(rùn)滑劑，繼續(xù)攪拌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(jī)的主喂料口，將步驟(2)獲得的碳纖維按重量配比稱取、并從雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口加入，控制加工溫度在230°C?250°C下進(jìn)行塑化共混后擠出、冷卻造粒，即得本發(fā)明的一種碳纖維增強(qiáng)改性PC/PET合金。
[0014]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)過(guò)氣液雙效氧化處理后的碳纖維，并添加適量阻燃劑、增容劑、抗氧劑進(jìn)行共混制得的PC/PET合金，不僅兼具有PC和PET各自的優(yōu)良性能，而且還顯著提高了力學(xué)強(qiáng)度、模量及耐熱性等，同時(shí)具有UL94V-O級(jí)阻燃性能，在汽車、電子、航天航空、軍事、建筑等行業(yè)應(yīng)用具有巨大潛力。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0016]實(shí)施例1:
一種碳纖維增強(qiáng)改性PC/PET合金，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PC 50%、PET 20%、碳纖維15%、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)阻燃劑(BDP) 10%、乙烯-馬來(lái)酸酐-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(EMG) 3%、抗滴落劑0.4%、抗氧劑0.4%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 1.2%。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(duì)苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度為0.6?1.0dL/g ;所述的碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氣液雙效氧化處理后的碳纖維，其處理方法為:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液，在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面，在400°C?450°C下氧化5?10分鐘，然后暴露在空氣中冷卻10?45分鐘，再經(jīng)干燥后得到的碳纖維；所述的抗滴落劑為質(zhì)量比為3:1的聚四氟乙烯(PTFE)與聚偏氟乙烯(PVDF)的復(fù)配物；所述的抗氧劑為質(zhì)量比為1:1的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配物。
[0017]制備方法:(1)、將PC在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，PET在130°C?150°C下干燥3?4小時(shí)，雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)阻燃劑(BDP)在80°C?85°C下干燥30?45分鐘，待用；(2)、碳纖維表面處理:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液，在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面，在400°C?450°C下氧化5?10分鐘,然后暴露在空氣中冷卻10?45分鐘，再經(jīng)干燥后待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PC、PET和雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)阻