碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品。所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，包括组分：聚碳酸酯、表面处理后的碳纤维、润滑剂、阻燃剂及抗滴落剂。所述成型品，为经所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料成型后产生的产品。本发明专利技术的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，将表面处理后的碳纤维加入到聚碳酸酯中，使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，提升了复合材料的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品
本专利技术涉及高分子材料
，具体是涉及一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品。
技术介绍
碳纳米管因同时具有高模量、高强度与高韧性，因而加入到高分子材料中能够大幅提升材料的机械性能。然而，由于碳纳米管的比表面积大，在与聚合物共混时易团聚，使其优良性无法显现。例如，碳纳米管在与聚碳酸酯/碳纤维复合材料共混时易团聚，使得到材料的弯曲性能和缺口冲击性能不佳。有鉴于此，实有必要开发一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，以解决上述碳钠米管在与聚碳酸酯/碳纤维复合材料共混时易团聚，使得到的聚碳酸酯/碳纤维复合材料力学性能不佳的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，该复合材料使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，能够提升力学性能。为了达到上述目的，本专利技术的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，按重量份数表示包括：其中，所述碳纤维为在碳纳米管分散液中经浸泡、烘干后得到的碳纤维。可选地，所述碳纳米管分散液是由碳纳米管、表面活性剂、水及与水互溶的有机溶剂组成，碳纳米管分散液中含碳纳米管的质量分数在0.0005％-0.002％之间。可选地，所述表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的至少一种。可选地，碳纳米管的直径在2nm-50nm之间，长度在10μm-50μm之间。可选地，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种。可选地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。可选地，所述阻燃剂为1,3亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯、四苯基双酚A二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、四苯基间苯二酚二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、磷酸三苯酯阻燃剂、苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾、2,4,5-三氯苯磺酸钠、聚硅硼烷及其衍生物阻燃剂、交联的聚二甲基硅氧烷及其衍生物阻燃剂中的至少一种。可选地，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。可选地，所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂、着色剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的至少一种。另外，本专利技术还提供一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维成型品，其为经所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料成型后产生的产品。相较于现有技术，本专利技术的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，通过将碳纤维在碳纳米管分散液中预浸，然后将表面处理后的碳纤维加入到聚碳酸酯中，使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，制备出一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，不仅使弯曲强度提升约10％-20％，弯曲模量提升约10％-20％，缺口冲击强度提升约20％-30％，因此提升了复合材料的力学性能。【具体实施方式】本专利技术的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，按重量份数表示包括：聚碳酸酯60-90份，经过碳纳米管分散液预浸的碳纤维对聚碳酸酯的种类无特殊要求，聚碳酸酯可以是双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种；碳纤维5-30份，所述碳纤维为在碳纳米管分散液中经浸泡、烘干后得到的碳纤维，当然所述碳纤维的种类不限，可以是通用型碳纤维、高强度碳纤维或者高模量碳纤维，所述碳纳米管分散液是由碳纳米管、表面活性剂、水及与水互溶的有机溶剂组成，碳纳米管分散液中含碳纳米管的质量分数在0.0005％-0.002％之间，这样使1Kg的碳纳米管分散液可用于处理至少1Kg碳纤维，大幅提高了碳纳米管的使用效率，所述表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的至少一种；润滑剂0.1-10份，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种，所述润滑剂不仅能够减小各组分内部之间的摩擦，在加工时还能够减小材料与机台之间的摩擦；阻燃剂1-10份，所述阻燃剂为1,3亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯、四苯基双酚A二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、四苯基间苯二酚二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、磷酸三苯酯阻燃剂、苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾、2,4,5-三氯苯磺酸钠、聚硅硼烷及其衍生物阻燃剂、交联的聚二甲基硅氧烷及其衍生物阻燃剂中的至少一种；抗滴落剂0.1-10份，所述抗滴落剂可为聚四氟乙烯，防止复合材料在燃烧时滴落。其中，在不影响本专利技术的效果范围内，为了得到其他功能性复合材料，所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂、着色剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的至少一种。为了对本专利技术的目的、功效及技术手段有进一步的了解，现结合具体实施例说明如下。实施例1将润滑剂、阻燃剂及抗滴落剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体、碳纳米管分散液处理后的碳纤维及聚碳酸酯在双螺杆挤出机中加工抽粒子。比较例1将未表面处理的碳纤维、润滑剂、阻燃剂及抗滴落剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体及聚碳酸酯在双螺杆挤出机中加工抽粒子。实施例2将润滑剂、阻燃剂及抗滴落剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体、碳纳米管分散液处理后的碳纤维及聚碳酸酯在双螺杆挤出机中加工抽粒子。比较例2将未表面处理的碳纤维、润滑剂、阻燃剂及抗滴落剂按比例称重并搅拌预处理，然后置于高速混合机中做高速混合，取出备用；将混合后的粉体及聚碳酸酯在双螺杆挤出机中加工抽粒子。将以上实施例1、2及对比例1、2进行测试，测试结果如表1所示：表1：实施例及对比例测试结果测试项目实施例1对比例1实施例2对比例2拉伸强度(MPa)155150168162断裂伸长率(％)1.71.61.31.2弯曲强度(MPa)280240286254弯曲模量(MPa)16500150002144017200冲击强度(KJ/m2)6.25.212.39.3阻燃等级(0.8mm)V-0V-0V-0V-0通过表1可以得知：将实施例1、2与对比例1、2作比较，在复合材料中通过添加经过碳纳米管预浸后的碳纤维相较于添加未表面处理的碳纤维，使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，由此使弯曲强度提升约10％-20％，弯曲模量提升约10％-20％，缺口冲击强度提升约20％-30％。因此提升了复合材料的力学性能。另外，本专利技术还提供一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维成型品，其为经所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料成型后产生的产品。所述成型品因具有优异的力学性能，可广泛应用于各个行业中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，按重量份数表示包括：

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，按重量份数表示包括：其中，所述碳纤维为在碳纳米管分散液中经浸泡、烘干后得到的碳纤维。2.根据权利要求1所述的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，所述碳纳米管分散液是由碳纳米管、表面活性剂、水及与水互溶的有机溶剂组成，碳纳米管分散液中含碳纳米管的质量分数在0.0005％-0.002％之间。3.根据权利要求2所述的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，所述表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的至少一种。4.根据权利要求2所述的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，碳纳米管的直径在2nm-50nm之间，长度在10μm-50μm之间。5.根据权利要求1所述的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的碳纳米管增强聚碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海丰，
申请(专利权)人：汉达精密电子昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32