一種阻燃改性ptt/碳纖維復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作為一種綜合性能優(yōu)異的新型聚酯高分子材料，目前已廣泛應用于纖維、薄膜、工程塑料等領(lǐng)域，但PTT單獨使用卻存在其強度不高、耐熱性不好、阻燃性的問題，限制其應用。碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性，屬典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，主要用于制備先進復合材料，已廣泛應用于宇航、體育用品領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域及土木建筑領(lǐng)域。碳纖維可以作為增強樹脂復合材料和改進其力學性能的增強劑，因此，將碳纖維與PTT共混不僅可以起到良好的增強改性效果，而且還能提高耐熱、耐化學穩(wěn)定性等，具有很好的實用價值和應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃改性PTT-碳纖維復合材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為=PTT 70%?90%、碳纖維5%?15%、阻燃劑3%?10%、增塑劑2%?5%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
[0005]所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯。
[0006]所述碳纖維為表面經(jīng)氧化劑硫酸溶液處理過的短切聚丙烯腈碳纖維。
[0007]所述阻燃劑為質(zhì)量比2:1的磷系阻燃劑聚苯基膦酸二苯砜酯和硅系阻燃劑聚二甲基硅氧烷的復配物。
[0008]所述增塑劑為質(zhì)量比4:1的熱塑性聚醚酯TPEE和聚己二酸異丁二酯的復配物。
[0009]所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1010或抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物中的一種。
[0010]所述潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、季戊四醇硬脂酸酯中的一種。
[0011]上述的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥約6?8小時，待用；
(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入98%硫酸溶液于60°C?90°C溫度下，超聲處理30?120分鐘后，用去離子水沖洗3?5次，再置于真空烘箱于80°C?150°C溫度干燥24?48h，待用；
(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的阻燃齊U、增塑劑、抗氧劑和潤滑劑，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?15分鐘，待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中，在210°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過對碳纖維表面氧化處理，使碳纖維表面帶有大量的含氧活性基團，從而提高了碳纖維的表面浸潤性和粘結(jié)力，使所得復合材料具有顯著的增強、增剛效果，同時加入阻燃劑改性效果好，可達無鹵、抑煙和UL94 V-O級阻燃要求。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的優(yōu)選實施例來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0014]實施例1:
一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT 71%、碳纖維15%、阻燃劑10%、增塑劑3.5%、抗氧劑1010 0.2%、硬脂酸鈣0.3%，所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纖維為表面經(jīng)氧化劑硫酸溶液處理過的短切聚丙烯腈碳纖維，所述阻燃劑為質(zhì)量比2:1的磷系阻燃劑聚苯基膦酸二苯砜酯和硅系阻燃劑聚二甲基硅氧烷的復配物，所述增塑劑為質(zhì)量比4:1的熱塑性聚醚酯TPEE和聚己二酸異丁二酯的復配物。
[0015]制備方法:(I)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥約6?8小時，待用；(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入98%硫酸溶液于60V?90°C溫度下，超聲處理30?120分鐘后，用去離子水沖洗3?5次，再置于真空烘箱于80°C?150°C溫度干燥24?48h，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的阻燃劑、增塑劑、抗氧劑1010、硬脂酸鈣，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?15分鐘，待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中，在210°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料。
[0016]實施例2:
一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT 82%、碳纖維10%、阻燃劑5%、增塑劑2.5%、抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物0.1%、季戊四醇硬脂酸酯0.4%，所述PTT為特性黏度0.7?1.2dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纖維為表面經(jīng)氧化劑硫酸溶液處理過的短切聚丙烯腈碳纖維，所述阻燃劑為質(zhì)量比2:1的磷系阻燃劑聚苯基膦酸二苯砜酯和硅系阻燃劑聚二甲基硅氧烷的復配物，所述增塑劑為質(zhì)量比4:1的熱塑性聚醚酯TPEE和聚己二酸異丁二酯的復配物。
[0017]制備方法:(I)、將PTT置于強制空氣循環(huán)烘箱中于110°C?120°C溫度下干燥約6?8小時，待用；(2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入98%硫酸溶液于60V?90°C溫度下，超聲處理30?120分鐘后，用去離子水沖洗3?5次，再置于真空烘箱于80°C?150°C溫度干燥24?48h，待用；(3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的阻燃劑、增塑劑、抗氧劑1076與抗氧劑168的復配物、季戊四醇硬脂酸酯，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?15分鐘，待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中，在210°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料。
【主權(quán)項】
1.一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為:PTT70%?90%、碳纖維5%?15%、阻燃劑3%?10%、增塑劑2%?5%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑 0.1% ?1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其特征在于，所述碳纖維為表面經(jīng)氧化劑硫酸溶液處理過的短切聚丙烯腈碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其特征在于，所述阻燃劑為質(zhì)量比2:1的磷系阻燃劑聚苯基膦酸二苯砜酯和硅系阻燃劑聚二甲基硅氧烷的復配物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其特征在于，所述增塑劑為質(zhì)量比4:1的熱塑性聚醚酯TPEE和聚己二酸異丁二酯的復配物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、將P T T置于強制空氣循環(huán)烘箱中于11 (TC?12 (TC溫度下干燥約6?8小時，待用； (2)、將短切聚丙烯腈碳纖維加入98%硫酸溶液于60°C?90°C溫度下，超聲處理30?120分鐘后，用去離子水沖洗3?5次，再置于真空烘箱于80°C?150°C溫度干燥24?48h，待用； (3)、按重量配比稱取干燥的PTT加入高速混合機中，同時加入按重量配比稱取的阻燃齊?、增塑齊?、抗氧劑和潤滑劑，并按重量配比加入步驟(2)得到的產(chǎn)物，使一起攪拌3?15分鐘，待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中，在210°C?280°C下經(jīng)熔融共混后擠出、冷卻造粒，然后干燥，即得本發(fā)明的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料及其制備方法。本發(fā)明的一種阻燃改性PTT/碳纖維復合材料，其組分按質(zhì)量百分數(shù)配比為：PTT70%～90%、碳纖維5%～15%、阻燃劑3%～10%、增塑劑2%～5%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.1%～1%，所述碳纖維為表面經(jīng)氧化劑硫酸溶液處理過的短切聚丙烯腈碳纖維，所述阻燃劑為質(zhì)量比2：1的磷系阻燃劑聚苯基膦酸二苯砜酯和硅系阻燃劑聚二甲基硅氧烷的復配物。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有顯著的增強、增剛效果，同時加入阻燃劑改性效果好，可達無鹵、抑煙和UL94V-0級阻燃要求。
【IPC分類】C08L83-04, C08L67-02, C08K3-04, C08K13-06, C08K7-06
【公開號】CN104861432
【申請?zhí)枴緾N201410531360
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】青島欣展塑膠有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年10月11日