[發(fā)明專利]一種雙模碳纖維及其制備方法和在PC/ABS合金材料中的應用

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112538193A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉春艷;王慧珊
• 申請（專利權）人: 上海中鐳新材料科技有限公司
• 主分類號: C08K9/02
• 分類號: C08K9/02;C08K9/04;C08K7/06;C08L69/00;C08L55/02;C08K13/06
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 胡永宏

1.一種雙模碳纖維，其特征在于：有以下組分和含量組成：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙模碳纖維，其特征在于：所述的納米級碳纖維的長度為80-200nm；所述的微米級碳纖維的長度為5-20μm。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種雙模碳纖維，其特征在于：所述的混合酸中，按質量百分比計，濃硫酸1-50％；硝酸1-50％，鹽酸1-40％。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種雙模碳纖維，其特征在于：所述的硫酸為質量百分比為5-40％的硫酸。

5.權利要求1-4任意之一所述雙模碳纖維的制備方法，其特征在于：其步驟為：

(1)對納米級碳纖維進行表面羧基化處理：稱量5-100g納米級碳纖維浸入10-1000ml混合酸溶液中，超聲5-500kHz處理5-50h，后放入100-200℃油浴鍋中反應2-4h，后進行離心清洗，轉數(shù)1000-10000rap，清洗后冷凍干燥，用于后續(xù)雙模組裝；

(2)同時，對于微米級碳纖維進行羥基化處理：將20-100g微米級碳纖維溶于丙酮溶液中，超聲5-500kHz浸漬5-10h，后將丙酮揮發(fā)，將其再次溶于硫酸與馬來酸的混合溶液中10-500ml，逐滴加入0.5g/ml高錳酸鉀溶液，再放入50--70℃油浴鍋中反應2-4h，后經(jīng)離心清洗，轉數(shù)1000-10000rap；

(3)清洗后的樣品不必冷凍干燥，可直接溶于丙酮溶液中，并加入上述羧基化納米級碳纖維，高溫100-200℃超聲處理4-8h；最后將丙酮揮發(fā)，可獲得目標樣品。

6.一種包含有權利要求1-4任意之一所述雙模碳纖維的高強韌、阻燃、良好散熱PC/ABS復合材料，其特征在于：其包括以下重量百分比計的原料：

7.根據(jù)權利要求6所述的PC/ABS復合材料，其特征在于：所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為2000-60000g/mol。

8.根據(jù)權利要求6所述的PC/ABS復合材料，其特征在于：所述的ABS中的苯乙烯含量10-40％，丙烯腈含量5-30％，丁二烯含量5-30％。

9.根據(jù)權利要求6所述的PC/ABS復合材料，其特征在于：所述的無鹵阻燃助劑為環(huán)保磷系、氮系、硅系、金屬氧化物等，包括紅磷(P)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(RDP)、雙酚A雙(二苯基磷酸酯)(BDP)、聚磷酸銨(APP)、次膦酸鋁(AHP)、1－氧代－4－羥甲基－1－磷雜－2，6，7－三氧雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷(PEPA)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯或三(2,6-二甲基苯基)膦、溴化芳香族磷酸酯、氧化磷中的任意一種或兩種以上試劑復配。；

所述的硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH560、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷KH792、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三甲氧基硅烷中任意一種或至少兩種的組合。

10.根據(jù)權利要求6所述PC/ABS復合材料的制備方法，其特征在于：其步驟為：

(1)按配方稱量各原料；

(2)將雙模組裝碳纖維與PC、ABS原料80-120℃干燥，后按照配比將各原料置于高混機中混合5-15min，后加入到雙螺桿擠出機中進行熔融共混，擠出溫度為230—280℃，螺桿轉速為350-1000轉/分鐘，停留時間為1-3分鐘；擠出后冷卻、干燥、切粒，得到高強韌、阻燃、良好散熱PC/ABS復合材料。