【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别涉及一种高尺寸稳定性的碳纤维增强pc材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚碳酸酯(pc)具有优良的机械性能、抗冲击性能、耐热性，越来越受到人们的重视。为了满足不同领域的需要，可以对pc进行改性处理，如通过在碳纤加入pc基体，可以制得具备高强度高刚度的pc增强材料，相比于相同份数的玻纤增强pc，碳纤维增强pc的模量能够提升50％左右。
2、但是，传统碳纤维原丝与树脂的结合性很差，因此一般用于热塑性材料的碳纤维表面都含有大量的上浆剂，上浆剂的存在会导致pc基体发生降解，工艺和设备的状态微小的波动会导致整体材料的降解程度变化较大，从而体现出材料的熔融指数不稳定，熔融指数波动大。在产品生产过程中由于流动性差异最终成品的尺寸波动较大，影响后续其他制件的装配。
3、因此目前亟需一种减少上浆剂含量、提高材料尺寸稳定性的碳纤维增强pc材料，以满足对尺寸稳定性要求较高，需要制件装配等领域的需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种碳纤维增强pc材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术提供一种碳纤维增强pc材料，以重量份计，包括如下组分：
3、
4、所述碳纤维的表面具有上浆剂，所述上浆剂的种类为聚氨酯(pu)或聚酰胺(pa)；上浆剂种类可以通过x射线光电子能谱(xps)进行检测；
5、所述上浆剂占碳纤维的质量百分比为2％～5％；上浆剂的含量可以通过tga进行测定，氮气氛围
6、所述pc树脂的重量份可以为50、60、70、80、90；
7、所述pc树脂占碳纤维增强pc材料组合物的最低质量百分比优选为50％，更优选为70-90％；
8、进一步地，本专利技术的pc优选为双酚a型pc，pc的熔融指数优选为10～30g/10min(300℃，1.2kg)，测试标准为iso 1133-2022。
9、所述碳纤维的重量份可以为30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40；碳纤维的直径优选为5～7μm。
10、所述增韧剂的重量份可以为3、3.5、4、4.5、3、5。
11、所述酯交换抑制剂的重量份可以为0.1、0.15、0.2、0.25、0.3。
12、进一步地，本专利技术不含聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)；当不含pbt时，材料的抗弯曲能力强，缺口冲击强度高。
13、进一步地，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。
14、进一步地，所述上浆剂和酯交换抑制剂的重量比为(2.5～5)：1。通过酯交换抑制剂的加入防止了碳纤维上浆剂和pc基体发生酯交换反应，进一步保证材料的熔融指数稳定性，提升制品的尺寸稳定性。
15、进一步地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(mbs)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)、乙烯共聚物中的一种或多种，优选为mbs，mbs型和pc的相容性好；增韧剂的加入有利于提升材料的冲击性能，同时保证碳纤维上浆剂含量降低的同时材料的性能平衡。
16、进一步地，所述碳纤维增强pc材料还包括质量份数为0～5份的助剂，所述助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。
17、进一步地，所述抗氧剂包含第一抗氧剂和第二抗氧剂；所述第一抗氧剂为酚类抗氧剂中、受阻胺类的一种或多种；所述第二抗氧剂为亚磷酸酯类、含硫酸类抗氧剂中的一种或多种；所述润滑剂为氟化物、脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物中的一种或多种。
18、本专利技术还提供所述的碳纤维增强pc材料的制备方法，包括如下步骤：
19、按重量份称取各组分，除碳纤维外的各组分混合直接进入双螺杆挤出机加工，碳纤维在双侧位机台靠近机头端的侧位称喂料，通过侧喂口进入双螺杆挤出机加工，经过挤出、冷却、造粒制得所述碳纤维增强pc材料。双螺杆挤出机的螺筒各区温度保持在220～260℃。
20、本专利技术还提供所述的碳纤维增强pc材料在电子电器、汽车、机械、乐器中的应用；所述电子电器包括通信设备、电视机、办公电子设备、医疗电子设备等；所述机械包括发动机和动力传动、液压和气动系统、传动系统、机械材料等。
21、综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
22、(1)本专利技术的碳纤维增强pc材料，成功解决了上浆剂含量添加过多导致的熔融指数不稳定、成品尺寸波动大的问题。
23、(2)本专利技术的碳纤维增强pc材料抗弯曲能力强，缺口冲击强度高。
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1.一种碳纤维增强PC材料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强PC材料，其特征在于，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强PC材料，其特征在于，所述上浆剂和酯交换抑制剂的重量比为(2.5～5)：1。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强PC材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯共聚物中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强PC材料，其特征在于，所述碳纤维增强PC材料还包括助剂，所述助剂为抗氧剂、润滑剂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的碳纤维增强PC材料，其特征在于，所述抗氧剂包含第一抗氧剂和第二抗氧剂；所述第一抗氧剂为酚类抗氧剂中、受阻胺类的一种或多种；所述第二抗氧剂为亚磷酸酯类、含硫酸类抗氧剂中的一种或多种；所述润滑剂为氟化物、脂肪酸及其酯类、脂肪酸酰胺、金属皂、烃类、有机硅化合物中的一
7.权利要求1～6任意一项所述的碳纤维增强PC材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.权利要求1～6任意一项所述的碳纤维增强PC材料在电子电器、汽车、机械、乐器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纤维增强pc材料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强pc材料，其特征在于，所述酯交换抑制剂为亚磷酸三苯酯、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的碳纤维增强pc材料，其特征在于，所述上浆剂和酯交换抑制剂的重量比为(2.5～5)：1。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强pc材料，其特征在于，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯共聚物中的一种或多种，优选为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强pc...
【专利技术属性】
技术研发人员：申朋龙，陈平绪，叶南飚，李晟，李名敏，钟毅文，谭松，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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