碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金

碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金

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无卤阻燃PET/ABS合金。

背景技术

PET/ABS合金（聚对苯二甲酸乙二醇酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）是一种价廉和性能优良的塑料，具有低翘曲性，表面质量高，耐老化性等性能，广泛应用于电子电器、汽车工业、机电设备、建材等行业，但PET/ABS合金的阻燃性能不好，机械强度不很高，耐高温性不很强，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异力学性能和环保阻燃效果好的碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PET 30%～50%、ABS 20%～70%、碳纤维10%～30%、无卤阻燃剂12%～20%、相容剂2%～6%、润滑剂0.5%～2%、抗氧剂0.1%～1%。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。

所述的碳纤维为表面经过氧化处理的碳纤维，其具体方法为将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟，然后用水冲洗、烘干。

所述的无卤阻燃剂为膦酸酯阻燃剂、聚硅烷阻燃剂、聚对二苯砜苯基磷酸酯阻燃剂中的一种或几种的混合物。

所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）。

所述的润滑剂为酯、硬脂酯钙、EVA蜡、乙撑双硬酯酰胺中的一种。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物。

上述的碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）碳纤维表面氧化处理：将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟后，取出碳纤维，用水充分冲洗，然后在80℃～120℃温度下烘干，即得表面经过氧化处理的碳纤维，待用；

（2）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；

（3）将ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；

（4）将无卤阻燃剂在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；

（5）按重量配比称取干燥的PET和ABS，加入高速混合机中充分混合3～5分钟，然后再加入按重量配比称取干燥的无卤阻燃剂、相容剂、润滑剂和抗氧剂，继续混合5～15分钟，使混合均匀后出料；

（6）将步骤（5）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（1）制得表面经过氧化处理的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，调整双螺杆挤出机的主侧喂料口转速以均匀碳纤维含量，通过双螺杆挤出机熔融混炼、挤出、冷却、造粒，即得本发明的碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明制得的PET/ABS合金不仅具有强度高、韧性好、耐热性能高和耐环境应力性能强等显著优点，而且无卤阻燃具有安全、无毒、低烟、高效和达到UL94 V-0级阻燃性能，可适合于多种环境条件下应用。

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：

一种碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PET 35%、ABS 24%、碳纤维20%、膦酸酯阻燃剂15%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）4%、酯1.5%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.5%。其中，所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述的碳纤维为表面经过氧化处理的碳纤维，其具体方法为将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟，然后用水冲洗、烘干。

制备方法：（1）碳纤维表面氧化处理：将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟后，取出碳纤维，用水充分冲洗，然后在80℃～120℃温度下烘干，即得表面经过氧化处理的碳纤维，待用；（2）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）将ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；（4）将膦酸酯阻燃剂在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（5）按重量配比称取干燥的PET和ABS，加入高速混合机中充分混合3～5分钟，然后再加入按重量配比称取干燥的膦酸酯阻燃剂、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）、酯和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续混合5～15分钟，使混合均匀后出料；（6）将步骤（5）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（1）制得表面经过氧化处理的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，调整双螺杆挤出机的主侧喂料口转速以均匀碳纤维含量，通过双螺杆挤出机熔融混炼、挤出、冷却、造粒，即得本发明的碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金。

实施例2：

一种碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金，其组分按质量百分数配比为：PET 30%、ABS 36%、碳纤维15%、聚对二苯砜苯基磷酸酯阻燃剂12%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）5%、乙撑双硬酯酰胺1.2%、受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物0.8%。其中，所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述的ABS为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物；所述的碳纤维为表面经过氧化处理的碳纤维，其具体方法为将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟，然后用水冲洗、烘干。

制备方法：（1）碳纤维表面氧化处理：将70wt%硝酸、20wt%高锰酸钾和10wt%双氧水进行混合配制、并加水调配到浓度为50%～60%溶液，然后将其加热到60℃～90℃，再加入碳纤维浸泡处理，在40℃～90℃的反应温度下，浸泡处理30～60分钟后，取出碳纤维，用水充分冲洗，然后在80℃～120℃温度下烘干，即得表面经过氧化处理的碳纤维，待用；（2）将PET在120℃～130℃下干燥4～6小时，含水率控制在0.03%以下，待用；（3）将ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；（4）将聚对二苯砜苯基磷酸酯阻燃剂在60℃～80℃下干燥30～45分钟，待用；（5）按重量配比称取干燥的PET和ABS，加入高速混合机中充分混合3～5分钟，然后再加入按重量配比称取干燥的聚对二苯砜苯基磷酸酯阻燃剂、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物（SMA）、乙撑双硬酯酰胺和受阻酚抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168的复配物，继续混合5～15分钟，使混合均匀后出料；（6）将步骤（5）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，将步骤（1）制得表面经过氧化处理的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，调整双螺杆挤出机的主侧喂料口转速以均匀碳纤维含量，通过双螺杆挤出机熔融混炼、挤出、冷却、造粒，即得本发明的碳纤维增强无卤阻燃PET/ABS合金。