一种碳纤维增强改性pc/pet合金的制作方法
【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增强改性PC/PET合金。
【背景技术】
[0002]聚碳酸酯(PC)作为综合性能优异、用途极为广泛的重要工程塑料品种，广泛用于汽车、电子电气、建筑材料、机械零件、办公自动化设备、包装、运动器械、医疗、保健、光盘和家庭用品等领域，但纯PC也存在一些缺陷，如加工性能较差，易应力开裂，缺口冲击和低温韧性差，耐磨性差，硬度低等，从而限制其的应用范围。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由对苯二甲酸(PTA)和乙二醇缩聚而成的一种半透明结晶型热塑性聚酯，具有优良的耐磨性、耐热性、耐化学药品性、电绝缘性和力学强度高等特性，而且价格低廉，广泛用于合成涤纶纤维及薄膜制造、民用吹塑，还可以作为工程塑料用于机械、电子、汽车、电器制造和消费品。但是由于PET的玻璃化温度、熔点比较高，模温高，成型加工困难、成型周期长，制品表面粗糙、光泽度差，冲击韧性也不好，吸水性大等缺点，因而大大限制了 PET的应用范围。将PC和PET共混可以互相取长补短，PC/PET合金既具有PC刚性和耐热性，又具有PET的耐溶剂性，是一种综合性能较为理想的工程塑料，可广泛应用于汽车、家电、通讯等领域。但是，由于PET是结晶聚合物，PC是非结晶聚合物，PC/PET属于典型的非晶/结晶共混体系，而且两者共混对其力学性能有较大影响，在PC/PET体系中添加相适应的增容剂可以较好地解决两者相容性问题。碳纤维具有高强度、低密度、高耐温、耐水、耐腐蚀等特点，是一种优异的高强度增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。碳纤维增强改性PC/PET合金具有非常高的比强度，目前国内外对其研究甚少。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种碳纤维增强改性PC/PET合金。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种碳纤维增强改性PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为:PC 50%?60%、PET 5%?30%、碳纤维5%?15%、阻燃剂5%?10%、增容剂2%?5%、抗滴落剂0.1%?0.5%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.5%?1.5%。
[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PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6?1.0dL/g。
[0007]所述的碳纤维为表面经过气液双效氧化处理后的碳纤维，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10?45分钟，再经干燥后得到的碳纤维。
[0008]所述的阻燃剂为双酚A-双(二苯基磷酸酯)阻燃剂(BDP)。
[0009]所述的增容剂为乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(EMG)、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物(E-MA-GMA)、苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)中的一种。
[0010]所述的抗滴落剂为质量比为3:1的聚四氟乙烯(PTFE)与聚偏氟乙烯(PVDF)的复配物。
[0011]所述的抗氧剂为质量比为1:1的受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
[0012]所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0013]上述的一种碳纤维增强改性PC/PET合金的制备方法，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，PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，阻燃剂在80°C?85°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10?45分钟，再经干燥后待用；
(3)、按重量配比称取干燥的PC、PET和阻燃剂，加入高速混合机中，搅拌3?5分钟，然后加入按重量配比称取的增容剂、抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5?30分钟，使充分混合均勻后出料；
(4)、将步骤(3)的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤(2)获得的碳纤维按重量配比称取、并从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制加工温度在230°C?250°C下进行塑化共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的一种碳纤维增强改性PC/PET合金。
[0014]本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用表面经过气液双效氧化处理后的碳纤维，并添加适量阻燃剂、增容剂、抗氧剂进行共混制得的PC/PET合金，不仅兼具有PC和PET各自的优良性能，而且还显著提高了力学强度、模量及耐热性等，同时具有UL94V-O级阻燃性能，在汽车、电子、航天航空、军事、建筑等行业应用具有巨大潜力。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0016]实施例1:
一种碳纤维增强改性PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为:PC 50%、PET 20%、碳纤维15%、双酚A-双(二苯基磷酸酯)阻燃剂(BDP) 10%、乙烯-马来酸酐-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(EMG) 3%、抗滴落剂0.4%、抗氧剂0.4%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 1.2%。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PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6?1.0dL/g ;所述的碳纤维为表面经过气液双效氧化处理后的碳纤维，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10?45分钟，再经干燥后得到的碳纤维；所述的抗滴落剂为质量比为3:1的聚四氟乙烯(PTFE)与聚偏氟乙烯(PVDF)的复配物；所述的抗氧剂为质量比为1:1的受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂的复配物。
[0017]制备方法:(1)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，PET在130°C?150°C下干燥3?4小时，双酚A-双(二苯基磷酸酯)阻燃剂(BDP)在80°C?85°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10?45分钟，再经干燥后待用；(3)、按重量配比称取干燥的PC、PET和双酚A-双(二苯基磷酸酯)阻