一种无卤阻燃性pet/ptt/碳纤维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，具体地说是一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) /聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)属于一种新型的高分子塑料合金材料，它具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品等性能，因而在汽车、电子电气、家电、纤维等领域将具有广阔的应用前景。但PET/PTT的阻燃性差、力学性能不稳定、耐高热性能不好、制品表面粗糙等，将极大地限制了其的应用效果。为了提升PET/PTT的性能，往往需要在PET/PTT中加入第三组分进行改性，以得到颇具实用价值的共混复合体系。碳纤维具有密度小、比强度高、化学稳定性好、成型好等优点，在PET/PTT中加入碳纤维，将具有很好的填充增强、增刚效果，而且还将明显提升耐腐蚀、耐化学性能和电气性能等，因而具有很好的应用前景和推广价值。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种力学性能好、阻燃性能优异的无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET 20%?57%、PTT 20%?40%、碳纤维8%?15%、无卤阻燃剂6%?10%、增韧剂5%?8%、相容剂3%?5%、成核剂0.5%?1%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%。
[0005]所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
[0006]所述PTT为聚对苯二甲酸丙二醇酯。
[0007]所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维。过的短切聚丙烯腈碳纤维。
[0008]所述无卤阻燃剂为质量比2:1:1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。
[0009]所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物ΡΟΕ、三元乙丙橡胶EPDM、丁腈橡胶NBR、聚氨酯弹性体TPU中的一种。
[0010]所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐PMMA-g-MAH。
[0011]所述成核剂为滑石粉、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、碳酸氢钠、苯甲酸钠中的一种。
[0012]所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。
[0013]所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
[0014]上述的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(I)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110 °C?120 °C温度下干燥6?8小时，待用；
(2)、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2?4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2?4h，然后过滤，并将所得滤出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纤维；(3 )、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤(2 )得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂，使一起混合3?15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210°C?280°C下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
[0015]本发明的有益效果是，本发明具有优异的力学性能和耐热性能，而且阻燃性能好，符合无卤、环保和UL94 V-O级的阻燃要求。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0017]实施例1:
一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET 20%、PTT 40%、碳纤维15%、无卤阻燃剂10%、POE 8%、PMMA-g-MAH 5%、纳米二氧化硅1%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.5%、硬脂酸钙0.5%，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维，所述无卤阻燃剂为质量比2:ι:ι的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。
[0018]制备方法:(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110°C?120°C温度下干燥6?8小时，待用；(2)、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2?4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%?1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2?4h，然后过滤，并将所得滤出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纤维；(3)、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤(2)得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、POE、PMMA-g-MAH、纳米二氧化硅、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、硬脂酸钙，使一起混合3?15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210°C?280°C下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
[0019]实施例2:
一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PET 57%、PTT 20%、碳纤维8%、无卤阻燃剂6%、EPDM 5%、PMMA-g-MAH 3%、苯甲酸钠0.5%、抗氧剂1010
0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维，所述无卤阻燃剂为质量比2:1:1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。
[0020]制备方法:(1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110°C?120°C温度下干燥6?8小时，待用；(2)、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2?4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%?1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2?4h，然后过滤，并将所得滤出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纤维；(3)、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤(2)得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、EPDM、PMMA-g-MAH、苯甲酸钠、抗氧剂1010、季戊四醇硬脂酸酯，使一起混合3?15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210°C?280°C下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
【主权项】
1.一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为:PET 20%?57%、PTT 20%?40%、碳纤维8%?15%、无卤阻燃剂6%?10%、增韧剂5%?8%、相容剂3%?5%、成核剂0.5%?1%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%。
2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性ΡΕΤ/ΡΤΤ/碳纤维复合材料，其特征在于，所述无卤阻燃剂为质量比2:1:1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。
4.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性ΡΕΤ/ΡΤΤ/碳纤维复合材料，其特征在于，所述增韧剂为POE、EPDM、NBR, TPU中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性ΡΕΤ/ΡΤΤ/碳纤维复合材料，其特征在于，所述相容剂为PMMA-g-MAH。
6.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，所述成核剂为滑石粉、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、碳酸氢钠、苯甲酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110°C?120°C温度下干燥6?8小时，待用； (2)、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2?4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%?1%的γ -氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2?4h，然后过滤，并将所得滤出物于120°C?150°C真空烘箱干燥24?48h，即得所述碳纤维； (3 )、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤(2 )得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂，使一起混合3?15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210°C?280°C下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 20%～57%、PTT 20%～40%、碳纤维8%～15%、无卤阻燃剂6%～10%、增韧剂5%～8%、相容剂3%～5%、成核剂0.5%～1%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维，所述无卤阻燃剂为质量比2：1：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。本发明的有益效果是，本发明具有优异的力学性能和耐热性能，而且阻燃性能好，符合无卤、环保和UL94 V-0级的阻燃要求。
【IPC分类】C08K3-22, C08L51-00, C08K5-526, C08K7-06, C08L23-08, C08K9-02, C08K3-36, C08K9-06, C08K5-134, C08K13-06, C08L67-02, C08L83-04
【公开号】CN104845270
【申请号】CN201410786749
【发明人】不公告发明人
【申请人】王妮娜
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2014年12月18日