[發明專利]一種石墨烯改性聚碳酸酯復合材料及其制備工藝

在審

• 申請號: 202011258689.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112341783A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 桃江縣緣湘聚文化傳媒有限責任公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L25/06;C08L27/18;C08K3/04;C08K7/08;C08K5/134;C08K9/04;C08K9/02;C08K13/06
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本發明公開了一種石墨烯改性聚碳酸酯復合材料及其制備工藝，本發明之石墨烯改性聚碳酸酯復合材料，主要由以下重量份數的原料制成：聚碳酸酯100份，聚苯乙烯10～12份，石墨烯10～12份，硫酸鈣晶須10～12份，抗氧劑1010 0.1～0.4份，聚四氟乙烯1～4份，鈦酸酯偶聯劑1～3份。本發明還包括所述石墨烯改性聚碳酸酯復合材料的制備工藝。本發明先采用石墨烯對硫酸鈣晶須進行改性，進一步提高硫酸鈣晶須的長徑比，降低硫酸鈣晶須的直徑，可以進一步提高硫酸鈣晶須與基體的相容性和界面黏結力。本發明之石墨烯改性聚碳酸酯復合材料耐疲勞性好，缺口敏感性低，特別適于制作外殼材料等。

技術領域

本發明涉及一種聚碳酸酯復合材料及其制備工藝，尤其是涉及一種石墨烯改性聚碳酸酯復合材料及其制備工藝。

背景技術

聚碳酸酯(PC)，是典型的硬而脆的聚合物，具有良好的綜合性能，抗拉強度、壓縮強度、抗彎強度等性能均相當于聚酰胺6或聚酰胺66，沖擊強度也高于所有的脂肪族聚酰胺和大多數工程塑料。但是，聚碳酸酯的耐疲勞性差，缺口敏感性較高，限制了PC的應用。

發明內容

本發明提供一種石墨烯改性聚碳酸酯復合材料及其制備工藝，以解決現有聚碳酸酯材料耐疲勞性好、缺口敏感性低的技術問題。

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是：

本發明之石墨烯改性聚碳酸酯復合材料，主要由以下重量份數的原料制成：聚碳酸酯(PC)100份，聚苯乙烯(PS)10～12份，石墨烯10～12份，硫酸鈣晶須10～12份，抗氧劑1010 0.1～0.4份，聚四氟乙烯(PTFE)1～4份，鈦酸酯偶聯劑1～3份。

優選的重量配比為：聚碳酸酯(PC)100份，聚苯乙烯(PS)11份，石墨烯11份，硫酸鈣晶須11份，抗氧劑1010 0.2份，聚四氟乙烯(PTFE)3份，鈦酸酯偶聯劑1份。

本發明之石墨烯改性聚碳酸酯復合材料的制備工藝，包括如下步驟：

(1)將硫酸鈣晶須和鈦酸酯偶聯劑、一半用量的石墨烯加入到高速混合機中，活化處理10～20min，得改性硫酸鈣晶須；改性硫酸鈣晶須長徑比25～30，直徑0.2～0.4微米；

(2)將所述聚碳酸酯、聚苯乙烯、另一半用量的石墨烯、抗氧劑1010、聚四氟乙烯加入高速混合機中，混合6～8min,得聚碳酸酯、聚苯乙烯、石墨烯、抗氧劑1010、聚四氟乙烯與改性硫酸鈣晶須的混合物；

(3)將步驟(2)所得混合物通過雙螺桿擠出機熔融造粒，機筒溫度為220～230℃，螺桿轉速為180～200轉/分。

石墨烯(Graphene)是一種以sp²雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。現有技術中關于石墨烯的研究較多，但未見有采用石墨烯對硫酸鈣晶須進行改性的報道。

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。本發明先采用石墨烯對硫酸鈣晶須進行改性，再采用石墨烯、硫酸鈣晶須共同活化作用而得到聚碳酸酯改性化合物，其力學性能異常優異。

硫酸鈣晶須，又稱石膏晶須，是一種硫酸鈣的纖維狀單晶體。研究表明，本發明使用之硫酸鈣晶須經過石墨烯改性后，具有更均勻的橫截面，完整的內部結構，由于其具有極高的強度，細微的尺寸，易與PC界面粘合，提高與基體的相容性和界面黏結力，當受外力強迫取向時，PC中的殘余應力能很好地傳遞給硫酸鈣晶須，從而提高PC的強度，使PC具有良好的耐疲勞性能，同時使PC缺口敏感性大大降低。