[發明專利]碳纖維填充增強級PC/PET復合材料

在審

• 申請號: 201310673429.2
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104710747A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 青島同創節能環保工程有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L67/02;C08L23/16;C08L23/08;C08K13/06;C08K9/10;C08K7/06;C08K3/04;C08K5/134;C08K5/526;C08K5/103;C25D13/06;B29C47
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種碳纖維填充增強級PC/PET復合材料。

背景技術

聚碳酸酯（PC）作為綜合性能優異、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、機械零件、辦公自動化設備、包裝、運動器械、醫療、保健、光盤和家庭用品等領域，但純PC也存在一些缺陷，如加工性能較差，易應力開裂，缺口沖擊和低溫韌性差，耐磨性差，硬度低等，從而限制其的應用范圍。聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由對苯二甲酸（PTA）和乙二醇縮聚而成的一種半透明結晶型熱塑性聚酯，具有優良的耐磨性、耐熱性、耐化學藥品性、電絕緣性和力學強度高等特性，而且價格低廉，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械、電子、汽車、電器制造和消費品。但是由于PET的玻璃化溫度、熔點比較高，模溫高，成型加工困難、成型周期長，制品表面粗糙、光澤度差，沖擊韌性也不好，吸水性大等缺點，因而大大限制了PET的應用范圍。將PC和PET共混可以互相取長補短，PC/PET復合材料既具有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，可廣泛應用于汽車、家電、通訊等領域。但是，由于PET是結晶聚合物，PC是非結晶聚合物，PC/PET屬于典型的非晶/結晶共混體系，而且兩者共混對其力學性能有較大影響，在PC/PET體系中添加相適應的增容劑可以較好地解決兩者相容性問題。碳纖維具有高強度、低密度、高耐溫、耐水、耐腐蝕等特點，是一種優異的高強度增強材料，已在軍事及民用工業的各個領域取得廣泛應用。碳纖維填充增強級PC/PET復合材料具有非常高的比強度，目前國內外對其研究甚少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有優異力學性能、耐熱性能和電性能的碳纖維填充增強級PC/PET復合材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：碳纖維填充增強級PC/PET復合材料，其組分按質量百分數配比為：PC?45%～70%、PET?5%～30%、碳纖維5%～15%、增韌劑3%～8%、增容劑1%～4%、抗氧劑0.1%～0.5%、其它助劑0.1%～2%。

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，其特征粘度為0.6～1.0dL/g。

所述的碳纖維為表面經過電化學聚合法活化處理后的碳纖維，其處理工藝為：以碳纖維作陽極、不銹鋼板作陰極，電聚合液為初始陰離子濃度在0.2～3.0mol/L的苯乙烯馬來酸酐、甲基乙烯醚馬來酸酐、乙烯丙烯酸共聚物中的一種的銨鹽水溶液，溫度4℃～28℃，循環伏安電位在-0.8～0.3V，處理時間30～200分鐘，使碳纖維表面沉積形成一層聚合膜，并用水清洗和干燥后所得到的碳纖維。

所述的增韌劑為乙烯-丙烯-二烯共聚物（EPDM）、乙烯-辛烯共聚物（POE）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、丙烯腈-乙烯-丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（AES）、丁腈橡膠（NBR）、熱塑性聚氨酯（TPU）。

所述的增容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。

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按質量1：2比例的復配物。

所述的其它助劑為潤滑劑、光穩定劑、色母中的一種或幾種，所述潤滑劑優選季戊四醇硬脂酸酯（PETS），所述光穩定劑優選受阻胺類光穩定劑GW-944Z或GW-622，所述色母優選炭黑色母。

上述的碳纖維填充增強級PC/PET復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）、將PC在鼓風干燥機中于110℃～130℃溫度下干燥3～4小時，PET在130℃～150℃下干燥3～4小時，待用；

（2）、碳纖維表面處理：以碳纖維作陽極、不銹鋼板作陰極，電聚合液為初始陰離子濃度在0.2～3.0mol/L的苯乙烯馬來酸酐、甲基乙烯醚馬來酸酐、乙烯丙烯酸共聚物中的一種的銨鹽水溶液，溫度4℃～28℃，循環伏安電位在-0.8～0.3V，處理時間30～200分鐘，使碳纖維表面沉積形成一層聚合膜，并用水清洗和干燥后，待用；

（3）、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的增韌劑、增容劑、抗氧劑、其它助劑，繼續攪拌5～30分鐘，使充分混合均勻后出料；