高强度高韧改性PC/PET合金材料及其制备方法

高强度高韧改性PC/PET合金材料及其制备方法

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高韧改性PC/PET合金材料及其制备方法。

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，它既保留PC的耐热性，又能提高合金的韧性、耐溶剂和耐应力开裂性能，同时具有良好的加工性能，具有单组分不具备的优异性能，在很多场合均可使用。然而，由于PC/PET合金材料中的PC、PET两种组分结晶性能存在着巨大差异，相容性能欠佳，影响了共混体系的性能和应用。在PC /PET共混体系中加入第三组分，可进一步改善共混物的性能。碳纤维具有高强度、低密度、高耐温、耐水、耐腐蚀等特点，是一种优异的高强度增强材料，已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。在PC/PET中加入碳纤维可以起到很好的增强、增刚的效果，这对于优化PC/PET合金材料的性能和拓展其应用范围具有很重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以表面改性碳纤维填充的高强度高韧改性PC/PET合金材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高强度高韧改性PC/PET合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 45%～60%、PET 15%～30%、表面改性碳纤维5%～15%、增韧剂5%～10%、相容剂2%～5%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1.5%。

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0.6～1.0dL/g。

所述的表面改性碳纤维为表面接枝改性后由等离子体处理的表面改性碳纤维，其处理工艺为：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维。

所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物（POE）、三元乙丙橡胶（EPDM）、橡胶（NBR）、热塑性聚氨酯（TPU）。

所述的相容剂为丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（AS-g-GMA）。

所述的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EVA蜡、OP蜡、PETS、TAS-2A中的一种。

上述的高强度高韧改性PC/PET合金材料的制备方法，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）、碳纤维表面改性处理：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维，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的增韧剂、相容剂、抗氧剂、润滑剂，继续搅拌5～30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的主喂料口，将步骤（2）获得的表面改性碳纤维按重量配比称取、并从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制加工温度在250℃～290℃下进行塑化共混后挤出、冷却造粒，即得成品。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用表面改性碳纤维填充PC/PET合金材料，同时添加适量增韧剂、相容剂及其它助剂，使制得的PC/PET合金材料体系具有高强度、高模量、高抗冲韧性等优点，而且加工性好，电性能及耐热耐腐蚀性能优良，在汽车、化工、机械、电子电器等领域应用具有很好的前景。

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：

一种高强度高韧改性PC/PET合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 51%、PET 20%、表面改性碳纤维15%、乙烯-辛烯共聚物（POE）10%、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（AS-g-GMA）3%、抗氧剂0.2%、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0.6～1.0dL/g；所述的表面改性碳纤维为表面接枝改性后由等离子体处理的表面改性碳纤维，其处理工艺为：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维；所述的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）、碳纤维表面改性处理：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维，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的乙烯-辛烯共聚物（POE）、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（AS-g-GMA）、抗氧剂、PETS，继续搅拌5～30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的主喂料口，将步骤（2）获得的表面改性碳纤维按重量配比称取、并从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制加工温度在250℃～290℃下进行塑化共混后挤出、冷却造粒，即得成品。

实施例2：

一种高强度高韧改性PC/PET合金材料，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、PET 28%、表面改性碳纤维10%、热塑性聚氨酯（TPU）5%、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（AS-g-GMA）5%、抗氧剂0.5%、TAS-2A 1.5%。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0.6～1.0dL/g；所述的表面改性碳纤维为表面接枝改性后由等离子体处理的表面改性碳纤维，其处理工艺为：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维。所述的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）、碳纤维表面改性处理：将碳纤维用体积比1：1的丙酮、乙醇溶液清洗去除其表面环氧树脂，于80℃～150℃烘干除去溶剂，然后浸渍丙烯酸，均匀地缠绕在玻璃框上，烘干后置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的等离子体的箱内，在0～150℃条件下产生惰性气体的等离子体处理2～5分钟后，经干燥、冷却，即得到表面改性碳纤维，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的热塑性聚氨酯（TPU）、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯（AS-g-GMA）、抗氧剂、TAS-2A，继续搅拌5～30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的主喂料口，将步骤（2）获得的表面改性碳纤维按重量配比称取、并从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，控制加工温度在250℃～290℃下进行塑化共混后挤出、冷却造粒，即得成品。