一种改性ptt/碳纤维复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种改性PTT/碳纤维复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]聚对苯二甲酸丙二醇酯，简称PTT，是由对苯二甲酸和1，3-丙二醇缩聚而制得的，是继聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)之后新研发的一种极具发展前途的新型聚酯高分子材料。与PET、PBT相比，PTT具有高弹性、良好的连续印染特性、抗紫外线、抗内应力、低静电以及良好的生物降解性、可循环利用等多种优良特性。此夕卜，PTT加工性好、吸湿性小、尺寸稳定性高、物性变化小，兼有PET的高性能和PBT的易加工性能。因此PTT在地毯工业、服装材料、工程热塑料等众多领域应用前景十分广阔。但是，未改性的PTT存在缺口冲击强度低、缺口敏感性大、耐热性不好、阻燃性差的缺陷，这极大地限制了 PTT在各个领域中更广泛的应用。由于碳纤维具有密度小、比强度高、化学稳定性好、成型好等优点，将碳纤维与PTT共混可以起到很好的改性效果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种强度高、阻燃效果好、抗老化的改性PTT/碳纤维复合材料及其制备方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种改性PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PTT 60%?80%、碳纤维8%?15%、EVA 5%?10%、光稳定剂0.5%?2%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%、阻燃剂6%?12%。
[0005]所述PTT为特性黏度0.7?1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。
[0006]所述碳纤维为表面经过钛酸酯偶联剂改性处理、且平均直径在3?30 μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维。
[0007]所述EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0008]所述光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
[0009]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。
[0010]所述润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。
[0011]所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
[0012]上述的一种改性PTT/碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤:
(1)、将PTT置于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)、碳纤维表面改性处理:将平均直径在3?30μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸溃反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥待用；
(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的EVA、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂，并按重量配比加入步骤(2)得到的产物，使一起搅拌3?5分钟，待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，于210°C?280°C温度下经过熔融混炼、挤出造粒，即得本发明的一种改性PTT/碳纤维复合材料。
[0013]本发明的有益效果是，本发明具有极高的比强度和比模量，而且耐老化性能优异，加工性好，耐化学稳定性优良，热膨胀系数小，适于高强塑料领域。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。
[0015]实施例1:
一种改性PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PTT 60%、碳纤维15%、EVA 10%、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮2%、抗氧剂1010 0.3%、硬脂酸钙0.7%、十溴二苯乙烷12%，所述PTT为特性黏度0.7?1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纤维为表面经过钛酸酯偶联剂改性处理、且平均直径在3?30 μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维，所述EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0016]制备方法:(1)、将PTT置于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)、碳纤维表面改性处理:将平均直径在3?30 μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸溃反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥待用；(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的EVA、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、抗氧剂1010、硬脂酸钙、十溴二苯乙烷，并按重量配比加入步骤(2)得到的产物，使一起搅拌3?5分钟，待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，于210°C?280°C温度下经过熔融混炼、挤出造粒，即得本发明的一种改性PTT/碳纤维复合材料。
[0017]实施例2:
一种改性PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为:PTT 77%、碳纤维8%、EVA5%、2_羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1.5%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%、聚苯基膦酸二苯砜酯8%，所述PTT为特性黏度0.7?1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纤维为表面经过钛酸酯偶联剂改性处理、且平均直径在3?30μπκ平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维，所述EVA为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0018]制备方法:(1)、将PTT置于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)、碳纤维表面改性处理:将平均直径在3?30 μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸溃反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥待用；(3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的EVA、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、季戊四醇硬脂酸酯、聚苯基膦酸二苯砜酯，并按重量配比加入步骤(2)得到的产物，使一起搅拌3?5分钟，待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，于210°C?280°C温度下经过熔融混炼、挤出造粒，即得本发明的一种改性PTT/碳纤维复合材料。
【主权项】
1.一种改性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:PTT60%?80%、碳纤维8%?15%,EVA 5%?10%、光稳定剂0.5%?2%、抗氧剂0.1%?0.5%、润滑剂0.1%?1%、阻燃剂6%?12%。
2.根据权利要求1所述的一种改性PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，所述碳纤维为表面经过钛酸酯偶联剂改性处理、且平均直径在3?30 μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维。
3.根据权利要求1所述的一种改性PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，所述光稳定剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
4.根据权利要求1所述的一种改性PTT/碳纤维复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为十溴二苯乙烷、氰尿酸三聚氰胺、聚苯基膦酸二苯砜酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性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PTT置于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)、碳纤维表面改性处理:将平均直径在3?30μ m、平均长度在100?750 μ m和长径比10?100的聚丙烯腈基碳纤维置于(质量)60%?70%的硝酸溶液，于75°C?90°C温度下浸溃反应5?30分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥称量后，将其与占聚丙烯腈基碳纤维质量0.5%?1%的钛酸酯偶联剂混合、并在80°C?120°C温度下搅拌10?20分钟，然后干燥待用； (3)、按重量配比称取干燥的PTT加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的EVA、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂和阻燃剂，并按重量配比加入步骤(2)得到的产物，使一起搅拌3?5分钟，待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，于210°C?280°C温度下经过熔融混炼、挤出造粒，即得本发明的一种改性PTT/碳纤维复合材料。
【专利摘要】本发明公开了一种改性PTT/碳纤维复合材料及其制备方法。本发明的一种改性PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT60%～80%、碳纤维8%～15%、EVA5%～10%、光稳定剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%、阻燃剂6%～12%，所述碳纤维为表面经过钛酸酯偶联剂改性处理、且平均直径在3～30μm、平均长度在100～750μm和长径比10～100的聚丙烯腈基碳纤维。本发明的有益效果是，本发明具有极高的比强度和比模量，而且耐老化性能优异，加工性好，耐化学稳定性优良，热膨胀系数小，适于高强塑料领域。
【IPC分类】C08L23-08, C08K7-06, C08K5-3492, C08K13-06, C08K3-04, C08K5-132, C08K5-03, C08L67-02
【公开号】CN104861563
【申请号】CN201410549961
【发明人】不公告发明人
【申请人】青岛欣展塑胶有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年10月17日