一种高强度高模量的PC复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度高模量的PC复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC50%～80%、纳米碳纤维5%～20%、无机填料5%～15%、偶联剂0.5%～2%、相容剂2%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1.5%。本发明专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本发明专利技术制得的PC复合材料具有高比强度、高比模量、高结晶取向度、高导电导热等优点，在汽车、化工、机械、电气、建筑等领域具有巨大的潜力和广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高强度高模量的PC复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC50%～80%、纳米碳纤维5%～20%、无机填料5%～15%、偶联剂0.5%～2%、相容剂2%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1.5%。本专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本专利技术制得的PC复合材料具有高比强度、高比模量、高结晶取向度、高导电导热等优点，在汽车、化工、机械、电气、建筑等领域具有巨大的潜力和广泛的应用前景。【专利说明】一种高强度高模量的Pc复合材料
本专利技术涉及高分子材料
，具体地说是一种高强度高模量的PC复合材料。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)作为综合性能优异、用途极为广泛的重要工程塑料品种，广泛用于汽车、电子电气、建筑材料、机械零件、办公自动化设备、包装业、运动器械、医疗、保健、光盘和家庭用品等领域。但PC也存在一些缺陷，如加工性能较差，易应力开裂，缺口冲击和低温韧性差等，限制其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强度高模量的PC复合材料。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高强度高模量的PC复合材料，其组分按质量百分数配比为=PC 50%?80%、纳米碳纤维5%?20%、无机填料5%?15%、偶联剂0.5%?2%、相容剂2%?4%、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。 所述的纳米碳纤维为表面经氧化预处理的纳米碳纤维，其处理工艺为将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维。 所述的无机填料为纳米碳酸钙或气相纳米二氧化硅。 所述的偶联剂为钛酸盐偶联剂或铝钛复合偶联剂。 所述的相容剂为聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐(PMMA-g-MAH)。 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。 所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。 上述的一种高强度高模量的PC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°C?130°C温度下干燥3?4小时，待用；(2)、纳米碳纤维表面经氧化预处理:将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟,然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至PH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维，待用；(3)、按重量配比称取无机填料和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80°C?120°C温度下搅拌20?60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40°C，得到表面活化处理的无机填料，出料待用；(4)、按重量配比称取干燥的PC和步骤(2)得到的表面经氧化预处理的纳米碳纤维，力口入高速混合机中混合均匀，然后加入步骤(3)表面活化处理的无机填料，再加入按重量配比称取的相容剂、抗氧剂和润滑剂，继续混合5?30分钟，使充分混合均匀后出料；(5)、将步骤(4)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?260°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得成品。 本专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本专利技术制得的PC复合材料具有高比强度、高比模量、高结晶取向度、高导电导热等优点，在汽车、化工、机械、电气、建筑等领域具有巨大的潜力和广泛的应用前景。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例来进一步说明本专利技术的技术方案。 实施例1:一种高强度高模量的PC复合材料，其组分按质量百分数配比为:PC 75%、纳米碳纤维10%、纳米碳酸钙10%、钛酸盐偶联剂1%、聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐(PMMA-g-MAH) 3%、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0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.7%。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/molo所述的纳米碳纤维为表面经氧化预处理的纳米碳纤维，其处理工艺为将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维。 制备方法:(I)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，待用；(2)、纳米碳纤维表面经氧化预处理:将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟,然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至PH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维，待用；(3)、按重量配比称取纳米碳酸钙和钛酸盐偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于80°C?120°C温度下搅拌20?60分钟，使均匀分散，然后冷却至低于40°C，得到表面活化处理的纳米碳酸钙，出料待用；(4)、按重量配比称取干燥的PC和步骤(2)得到的表面经氧化预处理的纳米碳纤维，加入高速混合机中混合均匀，然后加入步骤(3)表面活化处理的纳米碳酸钙，再加入按重量配比称取的聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐(PMMA-g-MAH)、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1:1比例的复配物和季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，继续混合5?30分钟，使充分混合均匀后出料；(5)、将步骤(4)的混合料加入双螺杆挤出机中，在240°C?260°C下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得成品。 实施例2:一种高强度高模量的PC复合材料，其组分按质量百分数配比为:PC 65%、纳米碳纤维20%、气相纳米二氧化硅10%、铝钛复合偶联剂1%、聚甲基丙烯酸甲酯接枝马来酸酐(PMMA-g-MAH)2.5%、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0.3%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)L 2%。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。所述的纳米碳纤维为表面经氧化预处理的纳米碳纤维，其处理工艺为将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟,然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗,直至pH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维。 制备方法:(I)、将PC在鼓风干燥机中于110°C?130°C温度下干燥3?4小时，待用；(2)、纳米碳纤维表面经氧化预处理:将纳米碳纤维加入体积比3:1的98%浓硫酸和70%浓硝酸的混合液，在60°C?90°C温度下反应15?60分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至PH值不显酸性，再在80°C?120°C烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维，待本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度高模量的PC复合材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC 50%～80%、纳米碳纤维5%～20%、无机填料5%～15%、偶联剂0.5%～2%、相容剂2%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.5%～1.5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张正，殷海英，
申请(专利权)人：青岛欣展塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37