一种聚碳酸酯增强复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚碳酸酯增强复合材料及其制备方法，本发明专利技术复合材料包括以下重量份原材料制备而成：0.1‑15.0份的玄武岩纤维、85.0‑99.5份的聚碳酸酯、1‑3份的偶联剂、10‑25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为质量分数为3‑5%的无机酸；该复合材料性能优异，有利于聚碳酸酯复合材料在各个领域的推广应用。

Polycarbonate reinforced composite material and preparation method thereof

The invention discloses a polycarbonate reinforced composite material and a preparation method thereof. The composite material of the invention comprises the following parts by weight of raw materials prepared by the 0.1 15 basalt fiber, 85 polycarbonate, 99.5 copies of the 1 coupling agent, 3 copies of the 10 25 activator; basalt fiber the containing barium phosphate; the activator for the mass fraction of inorganic acid 3 5%; the composite material with excellent performance, can be used to polycarbonate composite materials in various fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚碳酸酯复合材料领域，具体涉及一种聚碳酸酯增强复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，聚碳酸酯材料具有较好的综合性能，聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃性好，成型尺寸稳定性好，在使用温度内具有良好的机械性能；但由于碳酸酯基具有较强的活性，导致聚碳酸酯材料存在耐高温性能差，耐磨性差的缺陷，因此，在某些特殊环境下，聚碳酸酯材料需要进行耐高温、耐磨等增强改性处理后才能进行应用。现今对聚碳酸酯材料的纤维增强改性主要采用玻璃纤维材料和碳纤维材料进行改性处理，改性效果显著，但玻璃纤维和碳纤维生产成本高、环境污染大，严重限制了改性聚碳酸酯材料的应用。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过纺丝工艺制备而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，而且，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。因此，采用无毒、无污染、来源广泛、性能优异、稳定好的玄武岩纤维材料来替代玻璃纤维和碳纤维对聚碳酸酯材料进行增强，从而得到的聚碳酸酯增强复合材料是聚碳酸酯增强复合材料发展的新方向。但由于玄武岩纤维为无机材料，而聚碳酸酯为高分子有机材料，两者相容性极差，且玄武岩纤维自身结构和性能稳定，纤维表面光滑、表面活性位点少，造成玄武岩纤维在改性过程中更难以与聚碳酸酯材料进行化学键合和机械铆合，即玄武岩纤维在聚碳酸酯材料中是独立存在，对聚碳酸酯材料增强效果不佳，聚碳酸酯增强复合材料的性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服聚碳酸酯增强复合材料性能差的缺陷，提供一种聚碳酸酯增强复合材料及其制备方法；本专利技术选择含有磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，在偶联剂和活化剂的作用下与聚碳酸酯进行偶联、键接、复合，从而得到玄武岩纤维与聚碳酸酯材料相容性更好的聚碳酸酯材料复合，玄武岩纤维对聚碳酸酯增强作用更好，使该复合材料性能更优异，有利于聚碳酸酯复合材料在各个领域的推广应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种聚碳酸酯增强复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：0.1-15.0份的玄武岩纤维、85.0-99.5份的聚碳酸酯、1-3份的偶联剂、10-25份的活化剂。上述一种聚碳酸酯增强复合材料，其中所述的包括玄武岩短纤维、玄武岩长纤维、玄武岩纤维棉中的一种。其中，所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；磷酸钡中含有磷酸根，磷酸根与有机基团的键接能力强，能降低玄武岩纤维与有机材料的极性，增加与有机材料的相容性；优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.1-2.0%的磷酸钡；最优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。其中，所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。其中，所述的活化剂为质量分数为3-5%的无机酸；所述的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。其中，所述聚碳酸酯增强复合材料，还包括助剂；所述助剂包括分散剂、抗菌剂、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂、抗紫外线剂中的一种或多种；所述助剂的种类可根据聚碳酸酯增强复合材料在不同应用领域中要求进行针对性调整添加。优选的，所述聚碳酸酯增强复合材料，包括以下重量份原材料制备而成：5-10.0份的玄武岩纤维90.0-95.0份的聚碳酸酯、2-3份的偶联剂、15-20份的活化剂。一种聚碳酸酯增强复合材料，本专利技术复合材料选用含有与有机基体更容易键接的磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，并在偶联剂和活化剂的作用下，使聚碳酸酯材料与玄武岩纤维之间能形成双键接结构，键接力强，不易产生相分离，从而使玄武岩纤维与聚碳酸酯材料的相容性更好，玄武纤维对聚碳酸酯的增强作用显著增加，所得到的复合材料的性能也显著提高。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种聚碳酸酯增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：将玄武岩纤维用偶联剂和活化剂进行预处理得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与聚碳酸酯材料进行复合处理，得到聚碳酸酯增强复合材料。上述一种聚碳酸酯增强复合材料的制备方法，其中步骤1中预处理的温度为70-90℃，温度越高，反应速度越快，但控制越困难，温度越低，反应速度越慢，反应效果越差；优选的，预处理温度为80-85℃。上述一种聚碳酸酯增强复合材料的制备方法，其中步骤1中预处理的时间为20-50min，处理时间越长，对玄武岩纤维表面处理效果越好，但过长的处理时间造成处理过渡，玄武岩纤维性能显著下降，不利于对聚碳酸酯的增强改性；优选的，所述的预处理时间为30-40min。上述一种聚碳酸酯增强复合材料的制备方法，其中步骤2中的复合处理是指通过工艺手段将预处理玄武岩纤维与聚碳酸酯材料进行化学键合，使玄武岩纤维与聚碳酸酯材料形成统一的整体的方法。一种聚碳酸酯增强复合材料的制备方法，本专利技术制备方法先利用磷酸钡在一定条件下能与有机基团键接的原理，通过偶联剂和活化剂的预处理，使玄武岩纤维表面活性增加，增加与聚碳酸酯的相容性，再通过复合处理，使玄武岩纤维与聚碳酸酯进行复合增强得到性能更加优异的聚碳酸酯增强复合材料，本专利技术方法简单、方便，适合聚碳酸酯增强复合材料的工业化、规模化生产。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术增强复合材料选用含有与有机基体更容易键接的磷酸钡的玄武岩纤维作为增强材料，与聚碳酸酯的相容性好，键接力强，不易发生相分离，玄武纤维对聚碳酸酯的增强作用显著增加，复合材料的性能显著提高。2、本专利技术增强复合材料针对性选择偶联剂和活化剂，使玄武岩纤维与聚碳酸酯形成双键接结构，玄武岩纤维与聚碳酸酯之间的相互结合力更强，复合材料的性能更好。3、本专利技术制备方法，通过对玄武岩纤维的预处理，使玄武岩纤维表面活性增加，与聚碳酸酯的相容性增加，对聚碳酸酯复合材料的增强作用增加。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）预处理：将5重量份的含有0.3%磷酸钡的玄武岩纤维用2重量份的氨丙基三乙氧基硅烷和15重量份的质量分数为3%的盐酸在90℃的温度下进行预处理30min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与95重量份的聚碳酸酯材料进行复合处理，得到聚碳酸酯增强复合材料。实施例2（1）预处理：将10重量份的含有0.8%磷酸钡的玄武岩纤维用3重量份的缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和20重量份的质量分数为5%的硫酸在70℃的温度下进行预处理40min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与90重量份的聚碳酸酯材料进行复合处理，得到聚碳酸酯增强复合材料。实施例3（1）预处理：将0.1重量份的含有2%磷酸钡的玄武岩纤维用1重量份的甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和10重量份的质量分数为3%的磷酸在90℃的温度下进行预处理20min得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚碳酸酯增强复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：0.1‑15.0份的玄武岩纤维、85.0‑99.5份的聚碳酸酯、1‑3份的偶联剂、10‑25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为质量分数为3‑5%的无机酸。

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯增强复合材料，其特征在于，包括以下重量份原材料制备而成：0.1-15.0份的玄武岩纤维、85.0-99.5份的聚碳酸酯、1-3份的偶联剂、10-25份的活化剂；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的活化剂为质量分数为3-5%的无机酸。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.1-2.0%的磷酸钡。3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：德阳力久云智知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51