一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯。
【背景技術(shù)】
[0002]聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊性能，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，能在較高的溫度范圍內(nèi)保持較高的力學(xué)強(qiáng)度，無(wú)毒，介電性能優(yōu)良，是近年來(lái)增長(zhǎng)迅速最快和產(chǎn)能規(guī)模最大的工程塑料。但PC也存在一些缺陷，如加工性能較差，易應(yīng)力開(kāi)裂，缺口沖擊和低溫韌性差等，限制其應(yīng)用范圍。碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特性，屬典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，主要用于制備先進(jìn)復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于宇航、體育用品領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、交通運(yùn)輸領(lǐng)域及土木建筑領(lǐng)域。碳纖維可以作為增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料和改進(jìn)其力學(xué)性能的增強(qiáng)劑，但碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料時(shí)，要求有較高的層間剪切強(qiáng)度(ILSS)，而未經(jīng)表面處理的碳纖維表面呈惰性，比表面積小，邊緣活性碳原子少，活性官能團(tuán)含量極少，表面能低，和樹脂浸潤(rùn)性及兩相界面粘結(jié)性差，碳纖維與樹脂復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度較低，不能滿足其使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種效果好、綜合性能優(yōu)異的碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯70%?95%、表面改性碳纖維5%?20%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤(rùn)滑劑0.1%?1%、其它助劑O?1%。
[0005]所述的表面改性碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氧等離子體處理過(guò)的碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維。
[0006]所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
[0007]所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0008]上述的一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°c?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，待用；
(2)、將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維，經(jīng)干燥后待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和表面改性碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的抗氧劑、潤(rùn)滑劑、其它助劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料； (4)、再將步驟(3)的混合料及時(shí)加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用等離子體處理得到表面改性碳纖維，再用于增強(qiáng)改性聚碳酸酯材料，其具有改性效果好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，并且所制得材料具有高強(qiáng)度、高模量、高彈性、高剛度和良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱及熱穩(wěn)定等性能，其應(yīng)用前景廣闊。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0011]實(shí)施例1:
一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯83%、表面改性碳纖維15%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.4%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.6%、其它助劑1%。其中，所述的表面改性碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氧等離子體處理過(guò)的碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維。
[0012]制備方法:(I)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，待用；(2)、將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維，經(jīng)干燥后待用；(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和表面改性碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、其它助劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；(4)、再將步驟
(3)的混合料及時(shí)加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
[0013]實(shí)施例2:
一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯94%、表面改性碳纖維5%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.5%、其它助劑0.3%。其中，所述的表面改性碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氧等離子體處理過(guò)的碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維。
[0014]制備方法:(I)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，待用；(2)、將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維，經(jīng)干燥后待用；(3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和表面改性碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?15分鐘，然后加入按重量配比稱取的受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)、其它助劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；(4)、再將步驟(3)的混合料及時(shí)加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:聚碳酸酯70%?95%、表面改性碳纖維5%?20%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤(rùn)滑劑0.1%?1%、其它助劑O?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其特征在于，所述的表面改性碳纖維為表面經(jīng)過(guò)氧等離子體處理過(guò)的碳纖維，其處理工藝為:將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其特征在于，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:1比例的復(fù)配物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其特征在于，所述的潤(rùn)滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將聚碳酸酯在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，待用； (2)、將碳纖維均勻地纏繞在一塑料框上，置入真空度為I?0.2mmHg、輸入電壓為220V的氧等離子體的箱內(nèi)，并使碳纖維均能暴露在等離子體中，處理5?10分鐘后，暴露在空氣.0.5?2小時(shí)，即得到表面改性碳纖維，經(jīng)干燥后待用； (3)、按重量配比稱取干燥的聚碳酸酯和表面改性碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?.15分鐘，然后加入按重量配比稱取的抗氧劑、潤(rùn)滑劑、其它助劑，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料； (4)、再將步驟(3)的混合料及時(shí)加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?260°C下經(jīng)熔融混煉擠出、冷卻造粒，即得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳纖維增強(qiáng)改性的聚碳酸酯，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：聚碳酸酯70%～95%、表面改性碳纖維5%～20%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤(rùn)滑劑0.1%～1%、其它助劑0～1%。本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用等離子體處理得到表面改性碳纖維，再用于增強(qiáng)改性聚碳酸酯材料，其具有改性效果好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，并且所制得材料具有高強(qiáng)度、高模量、高彈性、高剛度和良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱及熱穩(wěn)定等性能，其應(yīng)用前景廣闊。
【IPC分類】C08K3-04, C08K9-00, C08K5-103, C08K5-526, C08K9-02, C08K5-13, C08L69-00, C08K7-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104629305
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310545063
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】殷培花
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月7日