碳纤维增强级PC/PET合金及其制备方法

碳纤维增强级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，具体地说是一种碳纤维增强级PC/PET合金及其制备方法。

背景技术

PC/PBT合金（聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯），具有翘曲变性小、尺寸稳定性好、流动性好，收缩痕及线性热膨胀系数小，同时耐化学溶剂性能等优点。但是在成型加工过程中PC和PBT之间容易发生酯交换反应；而且为了进一步提高PC/PBT合金的力学性能、改进加工性能等，往往需在该合金体系中引入第三组份，目的在于提高强度和抑制酯交换反应等。

发明内容

本发明的提供一种具有优异力学性能的碳纤维增强级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：碳纤维增强级PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 30%～60%、PBT 30%～60%、碳纤维5%～15%、亚磷酸三苯酯0.5%～1.5%、增韧剂3%～8%、相容剂0.5%～3%、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PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯。

所述的碳纤维为表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维。

所述的增韧剂为乙烯-辛烯共聚物（POE）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、乙烯-丙烯-二烯共聚物（EPDM）、热塑性聚氨酯（TPU）中的一种。

所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）或苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯（SAG）。

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按质量比1：1的复配物。

所述的润滑剂为硬脂酸钙、乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸酯、硅酮粉中的一种。

上述的碳纤维增强级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，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；

（2）、碳纤维表面预处理：将碳纤维全部浸入用聚丙烯腈与无水乙醇配制的聚丙烯腈溶液中，然后置于80℃～350℃烘箱内氧化2～10小时，然后冷却、干燥，即得表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维，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亚磷酸三苯酯、增韧剂、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℃下经充分融熔共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的碳纤维增强级PC/PET合金。

本发明的有益效果是，本发明的碳纤维增强级PC/PET合金，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，而且缺口冲击强度好，力学性能优良，同时添加少量的亚磷酸三苯酯可以有效的抑制PC与PBT之间的酯交换反应，控制了PC/PBT的物性损失，进而提高PC/PBT合金的市场应用范围。

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：

一种碳纤维增强级PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 36%、PBT 36%、碳纤维15%、亚磷酸三苯酯1.5%、乙烯-辛烯共聚物（POE）8%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）2.5%、抗氧剂0.2%、硬脂酸钙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PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的碳纤维为表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维；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按质量比1：1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，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、碳纤维表面预处理：将碳纤维全部浸入用聚丙烯腈与无水乙醇配制的聚丙烯腈溶液中，然后置于80℃～350℃烘箱内氧化2～10小时，然后冷却、干燥，即得表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维，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亚磷酸三苯酯、乙烯-辛烯共聚物（POE）、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）、抗氧剂、硬脂酸钙，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℃下经充分融熔共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的碳纤维增强级PC/PET合金。

实施例2：

一种碳纤维增强级PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、PBT 30%、碳纤维10%、亚磷酸三苯酯1%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）5%、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯（SAG）3%、抗氧剂0.4%、硬脂酸酯0.6%。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PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯；所述的碳纤维为表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维；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按质量比1：1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，PBT在130℃～150℃下干燥3～4小时，待用；（2）、碳纤维表面预处理：将碳纤维全部浸入用聚丙烯腈与无水乙醇配制的聚丙烯腈溶液中，然后置于80℃～350℃烘箱内氧化2～10小时，然后冷却、干燥，即得表面经过聚丙烯腈改性处理后的碳纤维，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亚磷酸三苯酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯（SAG）、抗氧剂、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℃下经充分融熔共混后挤出、冷却造粒，即得本发明的碳纤维增强级PC/PET合金。