本发明专利技术公开了一种碳纤维增强聚酯复合材料及其制备方法。该碳纤维增强聚酯复合材料包括质量百分比的配方组分为：聚酯树脂60～80％、润滑剂0.1～0.3％、碳纤维20～40％。本发明专利技术实施例碳纤维增强聚酯复合材料通过适当含量范围的各组分在挤出过程中互相作用，使得碳纤维增强聚酯复合材料具有良好的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和弯曲模量等力学性能。该碳纤维增强聚酯复合材料制备方法只需按配方将各组分进行分步进料并挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，成本低，安全、环保，适于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，特别涉及。
技术介绍
聚酯树脂，由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，具有高熔点，高韧性，出色的耐热性能和耐电性能，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。但是其强度和韧性等力学性能相对较差，从而影响了该聚酯树脂的应用。目前也出现了针对改善聚酯树脂的强度和韧性的相关研究。所采取的方法是向聚酯树脂中添加填充剂如玻璃纤维以改善聚酯树脂的强度和韧性，但是这些填充剂的极性较弱，与聚酯树脂的结合力不强，导致聚酯树脂的力学和热力学性能变差。为了改善填充剂的弱极性，增强填充剂与聚酯树脂的结合强度，目前常采用硅烷类偶联剂、丙烯酸、聚氨酯类等成膜剂处理填充剂。但是该类成膜剂在使用过程中分子之间易发生自身的缩聚反应，导致其实际的利用率低，经济成本高，而且对填充剂的极性改善很有限。例如，硅烷偶联剂在使用中易于自缩聚成硅氧烷低聚物，实际的利用率低，且与玻璃纤维表面有效化学键合的那部分还极易水解。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种强度高、韧性好的碳纤维增强聚酯复合材料。以及，提供一种工艺简单，适于工业化生产的碳纤维增强聚酯复合材料制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下一种碳纤维增强聚酯复合材料，包括如下质量百分比的配方组分聚酯树脂60 乂 80%润滑剂0. 1 ‘ 0. 3%碳纤维20 乂 40%。以及，上述碳纤维增强聚酯复合材料制备方法，包括如下步骤按照上述碳纤维增强聚酯复合材料的配方分别称取各组分；将所述聚酯树脂、润滑剂混合形成混合物料；将所述混合物料与碳纤维混合进行挤出，造粒，得到所述碳纤维增强聚酯复合材料；其中，所述碳纤维采用侧喂料的方式加入与所述混合物料混合。上述碳纤维增强聚酯复合材料通过适当含量范围的各组分在挤出过程中互相作用，使得碳纤维增强聚酯复合材料具有良好的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和弯曲模量等力学性能。其中，碳纤维与聚酯树脂之间具有良好的相容性，使得两组分在挤出过程中互相结合，赋予该碳纤维增强聚酯复合材料优良的上述力学性能；润滑剂在挤出过程中与其它组分共同作用，使得各组分分散均勻。该碳纤维增强聚酯复合材料制备方法只需按配方将各组分进行分步进料并挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，适于工业化生产。其中，该碳纤维采用侧喂料的方式进料，提高了碳纤维与其他组分混合的均勻性，从而提高该碳纤维在碳纤维增强聚酯复合材料中的分散性，使得碳纤维增强聚酯复合材料是微观结构更加均衡和稳定。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1为本专利技术碳纤维增强聚酯复合材料制备方法的工艺流程示意图。具体实施例方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种强度高、韧性好的碳纤维增强聚酯复合材料。该碳纤维增强聚酯复合材料包括如下质量百分比的配方组分聚酯树脂 60 80%润滑剂0.1 0.3%碳纤维 20 40%。这样，上述碳纤维增强聚酯复合材料通过适当含量范围的各组分在挤出过程中互相作用，使得碳纤维增强聚酯复合材料具有良好的拉伸强度、弯曲强度、缺口冲击强度和弯曲模量等力学性能，具体参见下文表1中数值。其中，碳纤维与聚酯树脂之间具有良好的相容性，使得两组分在挤出过程中互相结合，赋予该碳纤维增强聚酯复合材料优良的上述力学性能；润滑剂在挤出过程中与其它组分共同作用，使得各组分分散均勻。具体地，上述聚酯树脂作为碳纤维增强聚酯复合材料的基础组分，该聚酯树脂优选为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或两种。该优选种类的聚酯树脂能进一步提高碳纤维增强聚酯复合材料的韧性和耐热性能。上述碳纤维具有高强度、低密度、高耐温、耐水、耐腐蚀等特点，是一种优异的高强度增强材料。但专利技术人在研究中发现，该碳纤维表面极性较弱，与极性树脂的粘结力相对较小。因此，碳纤维优选为经液态聚丙烯腈表面处理剂处理获得的碳纤维。该经液态聚丙烯腈表面处理剂处理获得的碳纤维中，聚丙烯腈吸附在碳纤维表面形成大量活性腈基，这些腈基与聚酯树脂具有非常好的键合力，有效提高了碳纤维的表面极性，显著增强了碳纤维与聚酯树脂基体的粘结力，从而进一步提高碳纤维增强聚酯复合材料的相关力学性能，具体参见下文表1中数值。上述液态聚丙烯腈表面处理剂处理碳纤维的方法优选为将碳纤维加入到液态聚丙烯腈表面处理剂中，然后在50 300°C下预氧化0. 01 100小时，得到所述经液态聚丙烯腈表面处理剂处理获得的碳纤维。其中，碳纤维与液态聚丙烯腈表面处理剂的质量比优选为100 1 3。该优选工艺及其参数能进一步提高聚丙烯腈在碳纤维表面的吸附量和增强聚丙烯腈与碳纤维表面结合的力度。上述液态聚丙烯腈表面处理剂优选包括1 100%质量百分比的聚丙烯腈和0 99%质量百分比的极性溶剂。聚丙烯腈优选为分子量是106 10000道尔顿的液态聚丙烯腈低聚物；极性溶剂优选为水、乙醇、甲醇、丙酮中的一种或几种。上述润滑剂优选但不仅仅为硬脂肪酸锌、硬脂酸正丁酯，油酸酰胺，芥酸酰胺，亚乙基双硬脂酰胺，单硬脂酸甘油酯等中的至少一种。该优选的润滑剂的加入，使得上述碳纤维增强聚酯复合材料在挤出成型过程中，提高碳纤维的分散性能，使得该碳纤维增强聚酯复合材料微观结构更加均衡和稳定。进一步优选地，上述碳纤维增强聚酯复合材料中还包括0. 1 0. 3%质量百分比的抗氧化剂。因此，在一优选的实施例中，上述碳纤维增强聚酯复合材料包括如下重量百分比的配方组分聚酯树脂60-80 %润滑剂0.1-0.3 %碳纤维20-40 %。抗氧剂0.1-0.3 %具体地，上述抗氧剂优选但不仅仅为所述抗氧剂为酚类抗氧剂四季戊四醇酯、β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、N，N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6- 二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6 (1H，3H，5H)-三酮中的至少一种。该抗氧剂的参入，赋予上述碳纤维增强聚酯复合材料具有抗氧化性能，从而延缓了该碳纤维增强聚酯复合材料的老化。该优选种类的抗氧剂，进一步提高了该碳纤维增强聚酯复合材料抗老化性能。本专利技术实施例还提供了上述碳纤维增强聚酯复合材料的制备方法，其工艺流程如图1所示。该方法包括如下步骤Sl 按照上述碳纤维增强聚酯复合材料的配方分别称取各组分；S2 将所述聚酯树脂、润滑剂混合形成混合物料；S3 将所述混合物料与碳纤维混合进行挤出，造粒，得到所述碳纤维增强聚酯复合材料；其中，所述碳纤维采用侧喂料的方式加入与所述混合物料混合。具体地，上述碳纤维增强聚酯复合材料制备方法步骤Sl中，该聚酯树脂、碳纤维、 润滑剂等各组分之间的比例以及种类均在上述已做了详细阐述，为了节约篇幅，不再赘述。 其中，在称取各组分之前，优选将各组分进行干燥，干燥的温度应该保证各组分不发生化学变化。干燥的方式可以采用常规的干燥方式。进一步地，在一优选实施例中，该步骤Sl中称取有抗氧化剂时，该抗氧化剂的用量和种类优选如上所述。具体地，上述碳纤维增强聚酯复本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种碳纤维增强聚酯复合材料，包括如下质量百分比的配方组分：聚酯树脂 ６０～８０％润滑剂 ０．１～０．３％碳纤维 ２０～４０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，徐永，黄新政，
申请(专利权)人：深圳市科聚新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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