一种高强度PC/PET合金及其制备方法

一种高强度PC/PET合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高强度PC/PET合金及其制备方法。

背景技术

PC/PET合金（聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种综合性能较为理想的工程塑料，它既具有PC刚性和耐热性，又具有PET的耐溶剂性，且PET的加入还能改善PC的加工流动性，可广泛应用于汽车、家电、通讯等领域。但由于PET是结晶聚合物，PC是非结晶聚合物，PC/PET合金属于典型的非晶/结晶共混体系，目前市场上PC/PET合金存在的主要问题是PC和PET共混的相容性较差，而且影响其力学性能和降低强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃纤维和纳米碳纤维协同增强改性的高强度PC/PET合金及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 30%～60%、PET 5%～30%、相容剂2%～6%、玻璃纤维5%～15%、纳米碳纤维3%～8%、增塑剂1%～3%、复合抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g。

所述的相容剂为甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）。

所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～6mm、长径比为7～9之间的无碱短切玻璃纤维，且其表面经硅烷偶联剂处理过。

所述的纳米碳纤维为直径在50～200nm的气相生长纳米碳纤维，且其表面经等离子体改性处理过，所述等离子体为氧（O₂）等离子体，其处理方法为：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～15分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维。

所述的增塑剂为聚乙二醇（PEG）。

所述的复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

所述的润滑剂为改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）、乙撑双硬脂酰胺（EBS）、硬脂酸酯（PETS）中的一种。

上述的一种高强度PC/PET合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；

（2）、纳米碳纤维表面预处理：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～25分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，并烘干后待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PC和PET，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取步骤（2）得到的表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，同时加入按重量配比称取的相容剂、玻璃纤维、增塑剂、复合抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5～20分钟，使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，在240℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得成品。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用玻璃纤维和纳米碳纤维共混改性PC/PET合金，具有增强、增刚和优良导电性能、耐热耐腐蚀性能等优点，而且加工性能好，成本低。本发明提供的一种高强度PC/PET合金的制备方法简单，易于操作和方便工业化产生。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种高强度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 55%、PET 25%、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）5%、玻璃纤维10%、纳米碳纤维3%、聚乙二醇（PEG）1%、复合抗氧剂0.2%、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF）0.8%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g；所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～6mm、长径比为7～9之间的无碱短切玻璃纤维，且其表面经硅烷偶联剂处理过；所述的纳米碳纤维为直径在50～200nm的气相生长纳米碳纤维，且其表面经等离子体改性处理过，所述等离子体为氧（O₂）等离子体，其处理方法为：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～15分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维；所述的复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、纳米碳纤维表面预处理：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～25分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，并烘干后待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和PET，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取步骤（2）得到的表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，同时加入按重量配比称取的甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）、玻璃纤维、聚乙二醇（PEG）、复合抗氧剂、改性乙撑双脂肪酸酰胺（TAF），继续搅拌5～20分钟，使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，在240℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得成品。

实施例2：

一种高强度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 55%、PET 20%、甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）2%、玻璃纤维15%、纳米碳纤维5%、聚乙二醇（PEG）2%、复合抗氧剂0.2%、硬脂酸酯（PETS）0.8%。其中，所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol；所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特征粘度为0.6～0.9dL/g；所述的玻璃纤维为直径在8～12μm、长度为3～6mm、长径比为7～9之间的无碱短切玻璃纤维，且其表面经硅烷偶联剂处理过；所述的纳米碳纤维为直径在50～200nm的气相生长纳米碳纤维，且其表面经等离子体改性处理过，所述等离子体为氧（O₂）等离子体，其处理方法为：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～15分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维；所述的复合抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、纳米碳纤维表面预处理：将纳米碳纤维置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧（O₂）等离子体的箱内，处理1～3分钟，再在干燥空气中暴露5～25分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，并烘干后待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和PET，加入高速混合机中，搅拌3～5分钟，然后加入按重量配比称取步骤（2）得到的表面经氧（O₂）等离子体改性处理过的纳米碳纤维，同时加入按重量配比称取的甲基丙烯酸缩水甘油接枝聚苯乙烯（PS-g-GMA）、玻璃纤维、聚乙二醇（PEG）、复合抗氧剂、硬脂酸酯（PETS），继续搅拌5～20分钟，使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，在240℃～260℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得成品。