碳纖維填充增強(qiáng)阻燃pc復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種碳纖維填充增強(qiáng)阻燃PC復(fù)合材料。
【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，無毒，介電性能優(yōu)良，是近年來增長迅速最快和產(chǎn)能規(guī)模最大的工程塑料。雖然純PC氧指數(shù)在21%?24%而具有一定的阻燃性，但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭和對(duì)阻燃性能的要求越來越高，PC本身的阻燃性顯露不足，為了適應(yīng)產(chǎn)品發(fā)展和市場(chǎng)需求，對(duì)PC進(jìn)行阻燃改性是很有必要的。另外，純PC還會(huì)存在加工性能較差、易應(yīng)力開裂、缺口沖擊和低溫韌性差等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度、高模量、高阻燃和高穩(wěn)定性的碳纖維填充增強(qiáng)阻燃PC復(fù)合材料。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:碳纖維填充增強(qiáng)阻燃PC復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為=PC 60%?85%、碳纖維5%?10%、阻燃劑5%?15%、抗滴落劑
0.1%?1%、相容劑1%?4%、抗氧劑0.1%?1%、潤滑劑0.1%?2%。
[0005]所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000?40000g/mol。
[0006]所述的碳纖維為表面經(jīng)過氣液雙效氧化處理的碳纖維，其處理方法為:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液，在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面,在400°C?450°C下氧化5?10分鐘,然后暴露在空氣中冷卻30?60分鐘，再經(jīng)干燥后得到的碳纖維。
[0007]所述的阻燃劑為雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)(BDP)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(RDP)、磷酸三苯酯(TPP)、含溴聚碳酸酯齊聚物(溴代PC)類阻燃劑中的至少一種。
[0008]所述的抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯微粉，其聚四氟乙烯的質(zhì)量含量在50 ?55wt%0
[0009]所述的相容劑為乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的無規(guī)共聚物。
[0010]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1:2比例的復(fù)配物。
[0011]所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0012]上述的碳纖維填充增強(qiáng)阻燃PC復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將PC在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°c溫度下干燥3?4小時(shí)，阻燃劑在80°C?120°C下干燥30?45分鐘，待用；
(2)、碳纖維表面處理:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面，在400°C?450°C下氧化5?10分鐘，然后暴露在空氣中冷卻30?60分鐘，再經(jīng)干燥后待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的PC和步驟(2)得到的表面處理后的碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的阻燃劑、抗滴落劑、相容劑、抗氧劑、潤滑齊U，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；
(4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機(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]本發(fā)明的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制得的PC復(fù)合材料，具有高強(qiáng)度、高模量、高穩(wěn)定性和優(yōu)良電性能等優(yōu)點(diǎn)，而且具有良好阻燃性能，可達(dá)UL94 V-O阻燃等級(jí)，其成本低，加工性能好，可廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、化工、軍事、醫(yī)療器械、建材、航空航天等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]實(shí)施例1:
一種碳纖維填充增強(qiáng)阻燃PC復(fù)合材料，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為:PC 75%、碳纖維10%、雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)(BDP) 10%、抗滴落劑0.5%、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的無規(guī)共聚物3%、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:2比例的復(fù)配物0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)L 2%。其中，所述的PC為雙酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量為20000?40000g/mol。所述的碳纖維為表面經(jīng)過氣液雙效氧化處理的碳纖維，其處理方法為:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)爸中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面,在400°C?450°C下氧化5?10分鐘，然后暴露在空氣中冷卻30?60分鐘，再經(jīng)干燥后得到的碳纖維。所述的抗滴落劑為聚苯乙烯包覆的聚四氟乙烯微粉，其聚四氟乙烯的質(zhì)量含量在50?55wt%。
[0016]制備方法:(I)、將PC在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時(shí)，雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)(BDP)在80°C?120°C下干燥30?45分鐘，待用；(2)、碳纖維表面處理:將碳纖維置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%?70%的硝酸溶液,在75°C?90°C下浸潰處理10?60分鐘，然后真空抽濾去酸液，并用去離子水沖洗至中性，經(jīng)干燥后置于反應(yīng)釜中，并采用濃度為0.5?15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面，在400°C?450°C下氧化5?10分鐘，然后暴露在空氣中冷卻30?60分鐘，再經(jīng)干燥后待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PC和步驟(2)得到的表面處理后的碳纖維，加入高速混合機(jī)，攪拌3?10分鐘，然后加入按重量配比稱取的雙酚A-雙(二苯基磷酸酯)(BDP)、抗滴落劑、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯的無規(guī)共聚物、受阻酚類抗氧劑1010與亞磷酸酯類抗氧劑168按質(zhì)量1:2比例的復(fù)配物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，繼續(xù)混合5?30分鐘，使充分混合均勻后出料；(4)、將步驟(3)的混合料加入雙螺桿擠出機(jī)中，在240°C?