一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料

一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料，目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，但PTT单独使用却存在其耐热性不好、尺寸稳定性低、强度不高的问题，限制其应用。碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，主要用于制备先进复合材料，已广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域。碳纤维可以作为增强树脂复合材料和改进其力学性能的增强剂，因此，将碳纤维与PTT聚酯共混不仅可以起到良好的增强改性效果，而且还能提高耐热、耐化学稳定性等，具有很好的实用价值和应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 70%～90%、碳纤维5%～15%、阻燃剂3%～10%、聚乙二醇2%～6%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述碳纤维为表面经过气液双效氧化处理的短切聚碳纤维。

所述阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯。

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酯。

上述的一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，阻燃剂在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

（2）、碳纤维表面处理：将短切聚碳纤维置于质量分数为60%～70%的硝酸溶液，在75℃～90℃下浸渍处理10～60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5～15mg/L的臭氧连续导入短切聚碳纤维表面，在400℃～450℃下氧化5～10分钟，然后暴露在空气中冷却10～45分钟，再经干燥后待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PTT和阻燃剂加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的聚乙二醇、抗氧剂和润滑剂，并按重量配比加入步骤（2）得到的产物，使一起搅拌3～15分钟，待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，即得本发明的一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料。

本发明的有益效果是，本发明通过对碳纤维经过气液双效氧化处理，极大地提高了碳纤维的表面浸润性能和反应性，使所制得的复合材料具有极高的强度和耐热性能，而且阻燃效果好，耐化学性强，电气性能优良，易于推广。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 72%、碳纤维15%、聚苯基膦酸二苯砜酯8%、聚乙二醇4%、抗氧剂1010 0.2%、硬脂酸酯0.8%，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纤维为表面经过气液双效氧化处理的短切聚碳纤维。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，聚苯基膦酸二苯砜酯在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、碳纤维表面处理：将短切聚碳纤维置于质量分数为60%～70%的硝酸溶液，在75℃～90℃下浸渍处理10～60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5～15mg/L的臭氧连续导入短切聚碳纤维表面，在400℃～450℃下氧化5～10分钟，然后暴露在空气中冷却10～45分钟，再经干燥后待用；（3）、按重量配比称取干燥的PTT和聚苯基膦酸二苯砜酯加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的聚乙二醇、抗氧剂1010、硬脂酸酯，并按重量配比加入步骤（2）得到的产物，使一起搅拌3～15分钟，待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，即得本发明的一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料。

实施例2：

一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 82%、碳纤维10%、聚苯基膦酸二苯砜酯5%、聚乙二醇2.5%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.2%、硬脂酸酯0.3%，所述PTT为特性黏度0.7～1.5dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述碳纤维为表面经过气液双效氧化处理的短切聚碳纤维。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥约6～8小时，聚苯基膦酸二苯砜酯在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；（2）、碳纤维表面处理：将短切聚碳纤维置于质量分数为60%～70%的硝酸溶液，在75℃～90℃下浸渍处理10～60分钟，然后真空抽滤去酸液，并用去离子水冲洗至中性，经干燥后置于反应釜中，并采用浓度为0.5～15mg/L的臭氧连续导入短切聚碳纤维表面，在400℃～450℃下氧化5～10分钟，然后暴露在空气中冷却10～45分钟，再经干燥后待用；（3）、按重量配比称取干燥的PTT和聚苯基膦酸二苯砜酯加入高速混合机中，同时加入按重量配比称取的聚乙二醇、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、硬脂酸酯，并按重量配比加入步骤（2）得到的产物，使一起搅拌3～15分钟，待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，即得本发明的一种碳纤维增强的PTT聚酯复合材料。