高强度超韧PC/PBT复合材料及其制备方法

高强度超韧PC/PBT复合材料及其制备方法

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超韧PC/PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

PC/PBT复合材料（聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯）具有高的耐热性，良好的冲击性能、加工性和耐化学药品性等，是工业上应用价值较高的共混合金材料。为了进一步提高PC/PBT复合材料的力学性能、改进加工性能等，往往在该共混体系中引入少量的第三组分，从而得到颇具实用价值的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度超韧PC/PBT复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高强度超韧PC/PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～60%、PBT 20%～40%、玻璃纤维10%～15%、纳米碳纤维3%～10%、亚磷酸三苯酯0.5%～1%、相容剂2%～4%、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18000～40000g/mol。

所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征粘度为0.8～1.5dL/g。

所述的玻璃纤维为直径在8～15μm、长度为3～9mm、且表面经硅烷偶联剂处理后的无碱玻璃纤维。

所述的纳米碳纤维为表面经氧（O₂）等离子体处理后的纳米碳纤维。

所述的相容剂为乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）。

所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168按质量比1：1的复配物中的一种。

所述的润滑剂为硬脂酸酯。

上述的高强度超韧PC/PBT复合材料的制备方法，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，PBT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）等离子体的箱内进行处理0.5～3分钟，再在干燥空气中暴露5～15分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体处理后的纳米碳纤维，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PC和PBT，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）的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、亚磷酸三苯酯、相容剂、抗氧剂、润滑剂，使一起搅拌5～15分钟达到混合均匀后，出料；

（4）、将步骤（3）的物料加入双螺杆挤出机中，在230℃～280℃下共混挤出，螺杆转速为150～400r/min，经过造粒即得本发明的高强度超韧PC/PBT复合材料。

本发明的有益效果是，本发明采用玻璃纤维和纳米碳纤维的协同增强、增刚作用，能够显著提高PC/PBT复合材料的强度、刚度和热稳定性等，而且亚磷酸三苯酯的加入可以很好地控制PC和PBT之间发生酯交换反应，从而保持了PC的优良韧性和尺寸稳定性，其缺口冲击强度可达到600J/m以上，因此，本发明的PC/PBT复合材料具有高强度超韧的特征，而且翘曲变性小、尺寸稳定性好、流动性好，耐化学溶剂性能优良。

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。

一种高强度超韧PC/PBT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、PBT 30%、玻璃纤维10%、纳米碳纤维5%、亚磷酸三苯酯1%、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）3%、抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1：1的复配物0.2%、硬脂酸酯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18000～40000g/mol；所述的PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯，其特征粘度为0.8～1.5dL/g；所述的玻璃纤维为直径在8～15μm、长度为3～9mm、且表面经硅烷偶联剂处理后的无碱玻璃纤维；所述的纳米碳纤维为表面经氧（O₂）等离子体处理后的纳米碳纤维。

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，PBT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）等离子体的箱内进行处理0.5～3分钟，再在干燥空气中暴露5～15分钟，即得到表面经氧（O₂）等离子体处理后的纳米碳纤维，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和PBT，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）的产物，以及加入按重量配比称取的玻璃纤维、亚磷酸三苯酯、乙烯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三嵌段共聚物（E-MA-GMA）、抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1：1的复配物、硬脂酸酯，使一起搅拌5～15分钟达到混合均匀后，出料；（4）、将步骤（3）的物料加入双螺杆挤出机中，在230℃～280℃下共混挤出，螺杆转速为150～400r/min，经过造粒即得本发明的高强度超韧PC/PBT复合材料。