碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品，所述复合材料按重量份数表示包括：聚碳酸酯树脂100份；碳纤维5-50份；碳纤维除外的无机填充材料0-50份；阻燃剂0.1-15份；其中，所述碳纤维的直径为0.4-0.5微米。本发明的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品，用直径为0.4-0.5微米的碳纤维增强聚碳酸酯树脂，使所述复合材料成型后的产品具有高刚性，且能够用于成型薄壁产品，在薄壁部显示较优异的性能。
【专利说明】碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品 【技术领域】
[0001] 本发明属于材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产 品。 【【背景技术】】
[0002] 随着时代的发展，手持类等电子消费品外壳已从单一的塑胶外壳逐渐呈现出多样 化趋势。例如，电脑、平板、手机或电视等行业向更轻薄化发展，该行业现主要使用铝合金、 铁框、PC/ABS/GF等材料，而铝合金、铁框工序繁多，且价格较贵；PC/ABS/GF材料可免喷涂， 具有高黑亮的优点，但却刚性不足，厚度只能做到1. 8mm，无法做薄壁产品，应用受到限制。
[0003] 碳纤维具有密度小，重量轻、刚性强等特性，这些优良的特性也逐渐使之成为主要 手持类等电子消费品外壳材料。
[0004] 有鉴于此，实有必要开发一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品，以解决上 述聚碳酸酯刚性不足，且无法做薄壁产品的问题。 【
【发明内容】
】
[0005] 因此，本发明的目的是提供一种碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品，采用该 复合材料成型后的产品具有高刚性，且可以做薄壁产品。
[0006] 为了达到上述目的，本发明的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示 包括：
[0007] 聚碳酸酯树脂 100份； 碳纤维 5-50份； 碳纤维除外的无机填充材料 0-50份； 阻燃剂 0. 1-15份；
[0008] 其中，所述碳纤维的直径为0· 4-0. 5微米。
[0009] 可选地，所述碳纤维的重量份数为10-30份。
[0010] 可选地，在环境温度为300°C，负荷为1. 2kg时，所述聚碳酸酯树脂的品质流动速 率（MFR)为 3-30g/10min。
[0011] 可选地，所述碳纤维除外的无机填充材料的重量份数为5-15份。
[0012] 可选地，所述碳纤维除外的无机填充材料为5000目-30000目的滑石粉、直径为 8-20微米的圆形玻璃纤维、具有扁平截面扁平率为0. 1-0. 5的特殊形状玻璃纤维中的一种 或多种复配无机填充材料。
[0013] 可选地，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、聚硅氧烷的一 种或多种复配阻燃剂。
[0014] 可选地，所述碳纤维增强复合材料还包括润滑剂、静电防止剂、抗氧化剂、紫外线 吸收剂、脱模剂或着色剂中的至少一种。
[0015] 另外，本发明还提供一种产品，所述产品为碳纤维增强聚碳酸酯复合材料成型后 产生的产品。
[0016] 可选地，所述产品的薄壁部的厚度为0. 6-1. 2mm。
[0017] 可选地，所述产品的薄壁部的厚度为0. 8-1. 0mm。
[0018] 相较于现有技术，本发明的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料及其产品，用直径为 0. 4-0. 5微米的碳纤维增强聚碳酸酯树脂，使所述复合材料成型后的产品具有高刚性，且能 够用于成型薄壁产品，在薄壁部显示较优异的性能，更广泛地应用于手持类等电子消费品 外壳材料中。 【【具体实施方式】】
[0019] 本发明的碳纤维增强聚碳酸酯复合材料，其按重量份数表示包括：
[0020] 聚碳酸酯树脂100份，所述聚碳酸酯是一种聚合物，化学名称为2, 2-双（4-羟基 苯基）丙烷聚碳酸酯，在环境温度为300°C，负荷为1. 2kg时，所述聚碳酸酯树脂的品质流动 速率（MFR)为3-30g/10min，所述聚碳酸酯树脂是一类强韧的耐高温的热塑性树脂；
[0021] 碳纤维5-50份，所述碳纤维的的直径为0. 4-0. 5微米，在直径为0. 4-0. 5微米时， 弯曲强度和冲击强度都可以维持在特别高的水准，而且添加量不足5份的话，成型品的刚 性有降低的担忧，另一方面超过50份的话，有树脂组合物的流动性降低以及冲击强度降低 的可能，因此不太理想，较佳的为添加10-30份的碳纤维，成型品的强度增高、不易发生收 缩等成形的不良现象，流动性也高，具有光泽；
[0022] 碳纤维除外的无机填充材料0-50份，所述碳纤维除外的无机填充材料为5000 目-30000目的滑石粉、直径为8-20微米的圆形玻璃纤维、具有扁平截面扁平率（短径：长 径）为0. 1-0. 5的特殊形状玻璃纤维中的一种或多种复配无机填充材料，无机填充材料的 添加量超过50份的话，树脂组合物的流动性降低，浮纤严重，无光泽，因此并不理想，较佳 的为添加5-15份，在保证产品高黑亮，无需喷涂的优点外，不易引起流动性和冲击强度降 低；
[0023] 阻燃剂0. 1-15份，所述阻燃剂为四氟丁基磺酸盐、磷酸酯、次磷酸酯、膦酸酯、聚 硅氧烷的一种或多种复配阻燃剂。
[0024] 所述碳纤维增强复合材料还可以包括润滑剂、静电防止剂、抗氧化剂、紫外线吸收 剂、脱模剂或着色剂中的至少一种。
[0025] 为对本发明的目的、技术手段及技术功效有进一步的了解，现结合具体实施例和 对比例说明如下。
[0026] 实施例中所使用为台丽的直径为0. 4-0. 5微米的碳纤维及Nittobo的横截面为扁 平状，扁平率（短径：长径）=〇. 25的玻璃纤维。
[0027] 实施例1
[0028] 聚碳酸酯树脂 100份；
[0029] 碳纤维 10份；
[0030] 阻燃剂 10份。
[0031] 将聚碳酸酯树脂在带有除湿干燥机烘箱中干燥；称取干燥后的聚碳酸酯树脂；称 取阻燃剂，然后加入到高速混合机中高速预混；将上述步骤中混合物及称取的碳纤维分别 加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
[0032] 实施例2
[0033] 聚碳酸酯树脂 100份；
[0034] 碳纤维 20份；
[0035] 阻燃剂 10份。
[0036] 将聚碳酸酯树脂在带有除湿干燥机烘箱中干燥；称取干燥后的聚碳酸酯树脂；称 取阻燃剂，然后加入到高速混合机中高速预混；将上述步骤中混合物及称取的碳纤维分别 加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
[0037] 实施例3
[0038] 聚碳酸酯树脂 100份； 碳纤维 10份； 阻燃剂 10份; 玻璃纤维 15份。
[0039] 将聚碳酸酯树脂在带有除湿干燥机烘箱中干燥；称取干燥后的聚碳酸酯树脂；称 取阻燃剂，然后加入到高速混合机中高速预混；将上述步骤中混合物及称取的碳纤维、玻璃 纤维分别加入到双螺杆挤出机上熔融挤出造粒。
[0040] 对比例1为将实施例1中的10份的碳纤维更换为三菱的直径为0. 7-0. 8微米的 10份普通碳纤维；对比例2为将实施例2中的20份的碳纤维更换为三菱的直径为0. 7-0. 8 微米的20份普通碳纤维；对比例3为将实施例3中的10份的碳纤维更换为三菱的直径为 0. 7-0. 8微米的10份普通碳纤维，将实施例3中的15份玻璃纤维更换为巨石的15份普通 玻璃纤维，普通玻璃纤维横截面为圆形，直径在13微米。
[0041] 以上各实施例及对比例熔融挤出造粒后，然后在注塑机上注塑成型GB标准测试 样条，按GB标准测试所得材料的机械性能，其中按照IS01183测试比重，按照IS0527-1或 IS0527-2测试拉伸强度，按照IS0527-1或IS0527-2测试断裂伸长率，按照IS0178测试弯 曲强度及弯曲模量，按照IS0180测试冲击强度，测试结果如表1所示：
[0042] 表1 :实施例的测试结果
[0043]
[0044]
[0045] 通过表1可以得出：实施例中在聚碳酸酯树脂中添加直径为0. 4-0. 5微米的碳纤 维，使所述复合材料成型后的产品具有高刚性：弯曲模量可达10000以上，明显高于对比例 中的弯曲模量，且各方面性能均优于对比例，因此能够用于成型薄壁产品，在薄壁部显示较 优异的性能，更广泛地应用于手持类等电子消费品外壳材料中。另外，各实施例按照UL-94 标准测试阻燃性，均可达到0. 6mm V-0等级，具有优异的阻燃性。
[0046] 本发明还提供一种产品，所述产品为碳纤维增强聚碳酸酯复合材料成型后产生 的产品，所述产品的薄壁部（成型品的最薄的部分）的厚度为0.6-1. 2mm，薄壁部的厚度 不足0· 6mm的话，有成形时的填充不充分的担忧；另一方面，薄壁部的厚度超过1. 2mm的 话，成型品的特性不会改变，不能得到本发明的效果，较佳的，所述产品的薄壁部的厚度为 0. 8-1. 0mm 〇
【主权项】
1. 一种碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，按重量份数表示包括： 聚碳酸醋树脂 100份； 碳纤维 5-50份； 碳纤维除外的无机填充材料 0-50份； 阻燃剂 0. 1-巧份； 其中，所述碳纤维的直径为0. 4-0. 5微米。2. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，所述碳纤维的 重量份数为10-30份。3. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，在环境温度为 30(TC，负荷为1. 2kg时，所述聚碳酸醋树脂的品质流动速率为3-30g/10min。4. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，所述碳纤维除 外的无机填充材料的重量份数为5-15份。5. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，所述碳纤维除 外的无机填充材料为5000目-30000目的滑石粉、直径为8-20微米的圆形玻璃纤维、具有 扁平截面扁平率为0. 1-0. 5的特殊形状玻璃纤维中的一种或多种复配无机填充材料。6. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为 四氣了基礙酸盐、磯酸醋、次磯酸醋、麟酸醋、聚娃氧焼的一种或多种复配阻燃剂。7. 根据权利要求1所述的碳纤维增强聚碳酸醋复合材料，其特征在于，所述碳纤维增 强复合材料还包括润滑剂、静电防止剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、脱模剂、着色剂中的至少 一种。8. -种产品，其特征在于，所述产品为经权利要求1至7中任一项所述的碳纤维增强聚 碳酸醋复合材料成型后产生的产品。9. 根据权利要求8所述的产品，其特征在于，所述产品的薄壁部的厚度为0. 6-1. 2mm。10. 根据权利要求9所述的产品，其特征在于，所述产品的薄壁部的厚度为0. 8-1. 0mm。
【文档编号】C08K13/04GK105838052SQ201510022999
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月16日
【发明人】李俊伟
【申请人】汉达精密电子(昆山)有限公司