碳纤维填充增强阻燃pc复合材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种碳纤维填充增强阻燃PC复合材料。
【背景技术】
[0002]聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，能在较高的温度范围内保持较高的力学强度，无毒，介电性能优良，是近年来增长迅速最快和产能规模最大的工程塑料。虽然纯PC氧指数在21%?24%而具有一定的阻燃性，但随着市场竞争和对阻燃性能的要求越来越高，PC本身的阻燃性显露不足，为了适应产品发展和市场需求，对PC进行阻燃改性是很有必要的。另外，纯PC还会存在加工性能较差、易应力开裂、缺口冲击和低温韧性差等缺点，限制了其应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种高强度、高模量、高阻燃和高稳定性的碳纤维填充增强阻燃PC复合材料。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:碳纤维填充增强阻燃PC复合材料，其组分按质量百分数配比为=PC 60%?85%、碳纤维5%?10%、阻燃剂5%?15%、抗滴落剂
0.1%?1%、相容剂1%?4%、抗氧剂0.1%?1%、润滑剂0.1%?2%。
[0005]所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000?40000g/mol。
[0006]所述的碳纤维为表面经过气液双效氧化处理的碳纤维，其处理方法为:将碳纤维置于质量分数为60%?70%的硝酸溶液，在75°C?90°C下浸溃处理10?60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5?15mg/L的臭氧连续导入碳纤维表面,在400°C?450°C下氧化5?10分钟,然后暴露在空气中冷却30?60分钟，再经干燥后得到的碳纤维。
[0007]所述的阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)、磷酸三苯酯(TPP)、含溴聚碳酸酯齐聚物(溴代PC)类阻燃剂中的至少一种。
[0008]所述的抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯微粉，其聚四氟乙烯的质量含量在50 ?55wt%0
[0009]所述的相容剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物。
[0010]所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物。
[0011]所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0012]上述的碳纤维填充增强阻燃PC复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°c温度下干燥3?4小时，阻燃剂在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用；
(2)、碳纤维表面处理:将碳纤维置于质量分数为60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸溃处理10?60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5?15mg/L的臭氧连续导入碳纤维表面，在400°C?450°C下氧化5?10分钟，然后暴露在空气中冷却30?60分钟，再经干燥后待用；
(3)、按重量配比称取干燥的PC和步骤(2)得到的表面处理后的碳纤维，加入高速混合机，搅拌3?10分钟，然后加入按重量配比称取的阻燃剂、抗滴落剂、相容剂、抗氧剂、润滑齐U，继续混合5?30分钟，使充分混合均匀后出料；
(4)、将步骤(3)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?260°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得成品。
[0013]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的PC复合材料，具有高强度、高模量、高稳定性和优良电性能等优点，而且具有良好阻燃性能，可达UL94 V-O阻燃等级，其成本低，加工性能好，可广泛应用于汽车、电子电器、化工、军事、医疗器械、建材、航空航天等领域。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种碳纤维填充增强阻燃PC复合材料，其组分按质量百分数配比为:PC 75%、碳纤维10%、双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP) 10%、抗滴落剂0.5%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物3%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)L 2%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000?40000g/mol。所述的碳纤维为表面经过气液双效氧化处理的碳纤维，其处理方法为:将碳纤维置于质量分数为60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸溃处理10?60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应爸中，并采用浓度为0.5?15mg/L的臭氧连续导入碳纤维表面,在400°C?450°C下氧化5?10分钟，然后暴露在空气中冷却30?60分钟，再经干燥后得到的碳纤维。所述的抗滴落剂为聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯微粉，其聚四氟乙烯的质量含量在50?55wt%。
[0016]制备方法:(I)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)在80°C?120°C下干燥30?45分钟，待用；(2)、碳纤维表面处理:将碳纤维置于质量分数为60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸溃处理10?60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5?15mg/L的臭氧连续导入碳纤维表面，在400°C?450°C下氧化5?10分钟，然后暴露在空气中冷却30?60分钟，再经干燥后待用；(3)、按重量配比称取干燥的PC和步骤(2)得到的表面处理后的碳纤维，加入高速混合机，搅拌3?10分钟，然后加入按重量配比称取的双酚A-双(二苯基磷酸酯)(BDP)、抗滴落剂、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规共聚物、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:2比例的复配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，继续混合5?30分钟，使充分混合均匀后出料；(4)、将步骤(3)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?