一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料

一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）属于一种新型的高分子塑料合金材料，它具有优良的成型加工、抗冲击、耐高温热老化、耐化学药品等性能，因而在汽车、电子电气、家电、纤维等领域将具有广阔的应用前景。但PET/PTT的阻燃性差、力学性能不稳定、耐高热性能不好、制品表面粗糙等，将极大地限制了其的应用效果。为了提升PET/PTT的性能，往往需要在PET/PTT中加入第三组分进行改性，以得到颇具实用价值的共混复合体系。碳纤维具有密度小、比强度高、化学稳定性好、成型好等优点，在PET/PTT中加入碳纤维，将具有很好的填充增强、增刚效果，而且还将明显提升耐腐蚀、耐化学性能和电气性能等，因而具有很好的应用前景和推广价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种力学性能好、阻燃性能优异的无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 20%～57%、PTT 20%～40%、碳纤维8%～15%、无卤阻燃剂6%～10%、增韧剂5%～8%、相容剂3%～5%、成核剂0.5%～1%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述PTT为聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维。过的短切聚丙烯腈碳纤维。

所述无卤阻燃剂为质量比2：1：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。

所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物POE、三元乙丙橡胶EPDM、橡胶NBR、聚氨酯弹性体TPU中的一种。

所述相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐PMMA-g-MAH。

所述成核剂为滑石粉、纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、碳酸氢钠、苯甲酸钠中的一种。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。

所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸酯中的一种。

上述的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；

（2）、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2～4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%～1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2～4h，然后过滤，并将所得滤出物于120℃～150℃真空烘箱干燥24～48h，即得所述碳纤维；

（3）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤（2）得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、增韧剂、相容剂、成核剂、抗氧剂、润滑剂，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。

本发明的有益效果是，本发明具有优异的力学性能和耐热性能，而且阻燃性能好，符合无卤、环保和UL94 V-0级的阻燃要求。

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：

一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 20%、PTT 40%、碳纤维15%、无卤阻燃剂10%、POE 8%、PMMA-g-MAH 5%、纳米二氧化硅1%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.5%、硬脂酸钙0.5%，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维，所述无卤阻燃剂为质量比2：1：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。

制备方法：（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；（2）、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2～4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%～1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2～4h，然后过滤，并将所得滤出物于120℃～150℃真空烘箱干燥24～48h，即得所述碳纤维；（3）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤（2）得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、POE、PMMA-g-MAH、纳米二氧化硅、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、硬脂酸钙，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。

实施例2：

一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 57%、PTT 20%、碳纤维8%、无卤阻燃剂6%、EPDM 5%、PMMA-g-MAH 3%、苯甲酸钠0.5%、抗氧剂1010 0.1%、硬脂酸酯0.4%，所述碳纤维为表面经过氧化剂高氯酸溶液预处理、并由γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂活化处理的短切聚丙烯腈碳纤维，所述无卤阻燃剂为质量比2：1：1的聚苯基膦酸二苯砜酯、聚二甲基硅氧烷与三氧化二锑的复配物。

制备方法：（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；（2）、将短切聚丙烯腈碳纤维加入质量含量达98%以上的高氯酸溶液中，在超声波振荡和机械搅拌下，处理2～4h，然后用大量的去离子水清洗至中性，再将得到的碳纤维置于质量含量在0.1%～1%的γ-氨丙基三甲氧基硅烷偶联剂的去离子水溶液中超声分散2～4h，然后过滤，并将所得滤出物于120℃～150℃真空烘箱干燥24～48h，即得所述碳纤维；（3）、按重量配比称取干燥的PET和PTT加入高速混合器中，再按重量配比加入步骤（2）得到的产物，并按重量配比加入无卤阻燃剂、EPDM、PMMA-g-MAH、苯甲酸钠、抗氧剂1010、硬脂酸酯，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种无卤阻燃性PET/PTT/碳纤维复合材料。