專利名稱：Pet復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種PET復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著手機(jī)普遍性的進(jìn)入人們的生活之中，手機(jī)已經(jīng)成為各類人群不可或缺的生活品。手機(jī)外殼是手機(jī)的重要組成部分。手機(jī)外殼的抗靜電性、機(jī)械強(qiáng)度及色澤對(duì)手機(jī)的性能及市場前景有著重要的影響。目前，一般市場上的手機(jī)外殼大多采用金屬噴漆、聚碳酸酯、聚碳酸酯與丙烯腈 丁二烯 苯乙烯合金材料，這些材料在強(qiáng)度及防靜電效果上不能兼顧，影響手機(jī)的外觀及使用壽命，并且因?yàn)殪o電原因帶來系列安全隱患。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種PET復(fù)合材料，解決現(xiàn)有手機(jī)外殼防靜電性能及接卸性能不高的技術(shù)問題，以及該P(yáng)ET復(fù)合材料的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種PET復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分
聚碳酸酯100份
聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯20 45份 增韌劑4 8份
增溶劑5 10份
碳纖維12 35份
導(dǎo)電炭黑3 10份。以及，上述PET復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟提供上述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑、碳纖維及導(dǎo)電炭里.將所述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑及導(dǎo)電炭黑混合，得到第一混合物；將所述第一混合物加入主進(jìn)料口中，所述碳纖維加入側(cè)進(jìn)料口中進(jìn)行熔融擠出處理，得到PET復(fù)合材料本發(fā)明進(jìn)一步提供上述PET復(fù)合材料在手機(jī)外殼中的應(yīng)用。本發(fā)明PET復(fù)合材料，通過碳纖維的改性作用使得PET復(fù)合材料的強(qiáng)度得到大大增強(qiáng)；通過碳纖維和導(dǎo)電炭黑的協(xié)同改性作用使得PET復(fù)合材料的抗靜電性能得到顯著提升。本發(fā)明PET復(fù)合材料制備方法，采用側(cè)進(jìn)料的方式將各組分熔融擠出，使得各組分在高速剪切作用下，降低了粘度，增強(qiáng)了各組分的分散性，使得制備的PET復(fù)合材料性能穩(wěn)定。同時(shí)該方法只需將按配方將各組分混合擠出，操作簡單，成本低廉，生產(chǎn)效益高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種PET復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分
聚碳酸酯100份
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯20 45份
增韌劑4-8份
增溶劑5-10份
碳纖維12-35份
導(dǎo)電炭黑3 10份。本發(fā)明實(shí)施例的PET復(fù)合材料，通過聚碳酸酯對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯進(jìn)行改性，有效的提升了聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的機(jī)械性能，同時(shí)通過碳纖維對(duì)聚碳酸酯及聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的改性，能夠使得PET復(fù)合材料的機(jī)械性能進(jìn)一步得到提升，其強(qiáng)度、剛性得到增強(qiáng)；由于PET復(fù)合材料中包括碳纖維及導(dǎo)電炭黑，碳纖維及導(dǎo)電炭黑均具有導(dǎo)電能力，使得PET復(fù)合材料的抗靜電性能得到顯著提升。
具體地，該聚碳酸酯(PC)的相對(duì)密度為1.2(Tl.22g/Cm3，維卡軟化溫度為145 155°C，熔融指數(shù)為9 15g/min，測試條件300°C，1. 2KG。該聚碳酸酯的重量份數(shù)為100份，例如，100份。該聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)相對(duì)密度為1. 30 1. 35g/cm3，熔點(diǎn)為250 255°C，其在熔融狀態(tài)下的動(dòng)力粘度為0. 65^1.1 Pa S，優(yōu)選的動(dòng)力粘度為0. 68 Pa S。PC和PET作為改性基礎(chǔ)樹脂原料，對(duì)整體材料的流動(dòng)性及韌性有關(guān)系，改性的基礎(chǔ)是通過添加助劑，抗靜電劑，提高材料剛性及強(qiáng)度。在具體實(shí)施例中，該聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的重量份數(shù)為20份、25份、30份、35份或40份等。該碳纖維為丙烯腈基碳纖維浙青碳纖維、石墨纖維，該碳纖維的單絲縱截面為圓形，本發(fā)明所選的具體型號(hào)為東麗的T300或者T800，單絲直徑為5-7 iim。進(jìn)一步，該碳纖維為經(jīng)過表面處理的碳纖維，該表面處理為在碳纖維中加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌混勻。該硅烷偶聯(lián)劑的用量為表面處理后碳纖維重量0. 5-1. 3%。通過使用碳纖維，PET復(fù)合材料中的PET在后續(xù)的熔融擠出過程中，由于PET為結(jié)晶性材料，會(huì)在碳纖維表面結(jié)晶，PC為非結(jié)晶性材料，但根據(jù)相似相容原理，PC和PET是相容的，PC并不會(huì)在碳纖維表面結(jié)晶，PC在整個(gè)體系分散均勻，同PET接觸就越多，二者相容組分就越多，整個(gè)體系相容性就越高。同時(shí)通過碳纖維自身的機(jī)械強(qiáng)度使得PET復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛性得到大大提升；特別是通過硅氧烷表面處理后，碳纖維表面帶有大量的活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)能夠和增溶劑表面的活性基團(tuán)相結(jié)合，使得碳纖維與聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的相容性得到提升，從而實(shí)現(xiàn)PET復(fù)合材料的機(jī)械性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。該導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電爐法碳黑、超導(dǎo)電爐法碳黑、特導(dǎo)電爐法碳黑等或者乙炔碳黑中一種或者兩種以上。該導(dǎo)電炭黑的粒徑為10-150nm。通過選用上述粒徑范圍的炭黑，使復(fù)合材料的導(dǎo)電效果得到大大提升。在具體實(shí)施例中，該導(dǎo)電炭黑的重量份數(shù)為5份、7份或9份等。由于導(dǎo)電炭黑和前述的碳纖維均具有導(dǎo)電性，選用上述兩種導(dǎo)電物會(huì)使得PET復(fù)合材料具有較強(qiáng)的抗靜電性能；同時(shí)，導(dǎo)電炭黑分散于PET復(fù)合材料中，由于碳纖維具有一定的長度，因此碳纖維在導(dǎo)電炭黑形成一些“橋接”，使得PET復(fù)合材料的抗靜電效果進(jìn)一步 提升。該增韌劑選自乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物(如杜邦的PTW)。該增韌劑的重量份數(shù)為41份，例如5份、7份等。由于在PET復(fù)合材料中加入了導(dǎo)電炭黑，會(huì)使得復(fù)合材料的脆性增大，不利于復(fù)合材料的應(yīng)用，通過加入增韌劑，有效的抵消這種導(dǎo)電炭黑所帶來的脆性，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的綜合性能得到改善。該增溶劑選自EPDM接枝馬來酸酐或丙烯酸酯接支三元乙丙彈性體中的一種。該增溶劑的重量份數(shù)為5 10份，例如7份、8份、9份。將上述出增溶劑外的各個(gè)組分混合在一起，各個(gè)組分之間的相容性有一定的缺陷，會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品分層、掉皮、掉塵；通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用上述的增溶劑能夠有效改善上述各個(gè)組分之間的相容性，有效防止PET復(fù)合材料的分層、掉皮、掉塵等現(xiàn)象。進(jìn)一步，本發(fā)明PET復(fù)合材料還包括重量份數(shù)為f 2份的加工助劑，該加工助劑選中聚二甲基硅氧烷、二氧化硅、二甲基硅油一種或者兩種以上。本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)一步提供上述PET復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟步驟SOI，提供原料提供上述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、相容劑、碳纖維及導(dǎo)電炭里.步驟S02，混合將該聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、相容劑及導(dǎo)電炭黑混合，得到第一混合物；步驟S03，擠出處理將所述第一混合物加入主進(jìn)料口中，所述碳纖維加入側(cè)進(jìn)料口中進(jìn)行熔融擠出處理，得到PET復(fù)合材料步驟SOl中，該聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、相容劑、碳纖維及導(dǎo)電炭黑和前述相同，在此不重復(fù)闡述。進(jìn)一步，步驟SOl所提供的原料中還包括加工助劑，該加工助劑和前述相同，在此不重復(fù)闡述。步驟S02中，將該聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、相容劑及導(dǎo)電炭黑加入至高速攪拌機(jī)中，攪拌混合10分鐘以上，得到第一混合物。步驟S03中，將第一混合加入至單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口中，將第一混合物熔融擠出處理，在擠出處理的同時(shí)，將碳纖維加入至單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出的側(cè)喂料口中，使碳纖維與第一混合物同時(shí)被擠出處理。擠出處理的工藝條件為一區(qū)溫度為22(T250°C，二區(qū)溫度為23(T260°C，三區(qū)溫度為23(T270°C，四區(qū)溫度為230 275°C，五區(qū)23(T270°C，擠出時(shí)間為I 5分鐘，壓力為l(Tl8MPa。本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料制備方法，操作簡單，成本低廉，生產(chǎn)效益高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。采用側(cè)進(jìn)料的方式將各組分熔融擠出，使得各組分在高速剪切作用下，降低了粘度，增強(qiáng)了各組分的分散性，使得制備的PET復(fù)合材料性能穩(wěn)定。同時(shí)該方法只需將按配方將各組分混合擠出。本發(fā)明進(jìn)一步提供上述PET復(fù)合材料在手機(jī)外殼中的應(yīng)用。 以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述PET復(fù)合材料及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料,包括如下重量份數(shù)的組分聚碳酸酯100份、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯20份、增韌劑4份、增容劑5份、碳纖維12份、導(dǎo)電碳黑3份、加工助劑I份。本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料制備方法，包括如下步驟稱取上述原料，將上述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑、導(dǎo)電炭黑及加工助劑在高速速攪拌機(jī)中混合10分鐘得到第一混合物，將該第一混合物用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，造粒的同時(shí)用側(cè)喂料加入碳纖維，雙螺桿擠出機(jī)工藝條件為雙螺桿擠出機(jī)一區(qū)溫度為22(T250°C，二區(qū)溫度為23(T260°C，三區(qū)溫度為23(T270°C，四區(qū)溫度為230 275°C，五區(qū)23(T270°C，混合料在螺桿中輸送時(shí)間為I 5分鐘，壓力為l(Tl8MPa。實(shí)施例2本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料,包括如下重量份數(shù)的組分聚碳酸酯100份、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯30份、增韌劑5份、增容劑6份、碳纖維20份、導(dǎo)電碳黑5份、加工助劑1. 5份。制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例3本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料,包括如下重量份數(shù)的組分聚碳酸酯100份、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯40份、增韌劑6份、增容劑8份、碳纖維30份、導(dǎo)電碳黑8份、加工助劑1. 6份。制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例4本發(fā)明實(shí)施例PET復(fù)合材料,包括如下重量份數(shù)的組分聚碳酸酯100份、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯45份、增韌劑8份、增容劑10份、碳纖維35份、導(dǎo)電碳黑10份、加工助劑2份。制備方法同實(shí)施例1。
性能評(píng)價(jià)方式及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)一、檢測的方法、步驟、條件或標(biāo)準(zhǔn)。將按上述方法完成的粒子事先在100 110°C的鼓風(fēng)烘箱中干燥4小時(shí)，然后再將干燥好的粒子材料在注射機(jī)上進(jìn)行注射成型制樣，注射成型模溫控制在100°C。拉伸強(qiáng)度按ISO 527標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，樣條尺寸(mm):150 (長)X (20 ±0. 2)(端部寬度)X (4±0. 2)(厚度)，拉伸速度為50mm/min ；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按ISO 178標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(_):(80±2) X (10±0. 2) X (4±0. 2)，彎曲速度為 20mm/min ；
缺口沖擊強(qiáng)度按ISO 180標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為I型，試樣尺寸(mm):(80 + 2) X (10 + 0. 2) X (4 + 0. 2);缺口類型為 A 類，缺口深為厚的 1/3 ；表面電阻測試按IS03915進(jìn)行檢驗(yàn)。試樣類型為試樣尺寸(mm):(80±2) X (10±0. 2) X (4±0. 2)塑料洛氏硬度按ISO 2039進(jìn)行測試，試樣類型為試樣尺寸(mm):(40 + 2) X (40 + 2) X (6±0. 2)，以聚碳酸酯的洛氏硬度123為參考。以上測試所出的室溫環(huán)境為23°C .實(shí)施例1-4的原料重量份數(shù)及制成的復(fù)合材料性能表
權(quán)利要求
1.一種PET復(fù)合材料，包括如下重量份數(shù)的組分聚碳酸酯100份聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯20 45份增韌劑4 8份增溶劑5 10份碳纖維12 35份導(dǎo)電炭黑3 10份。
2.如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述碳纖維為丙烯腈基碳纖維、浙青碳纖維或石墨纖維。
3.如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述碳纖維的單絲縱截面為圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)電炭黑選自導(dǎo)電爐法碳黑、 超導(dǎo)電爐法碳黑、特導(dǎo)電爐法碳黑等或者乙炔碳黑中一種或兩種以上。
5.如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的相對(duì)密度為1.20 1· 22g/cm3。
6.如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指數(shù)為 9 15g/min。7、如權(quán)利要求1所述的PET復(fù)合材料，其特征在于，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的相對(duì)密度為1. 30 1. 35g/cm3，熔融動(dòng)力粘度為O. 65 1.1Pa · S。
7.如權(quán)利要求f6任一項(xiàng)所述的PET復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟按配方稱取所述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑、碳纖維及導(dǎo)電炭里.將所述聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑及導(dǎo)電炭黑混合，得到第一混合物；將所述第一混合物加入主進(jìn)料口中，將所述碳纖維加入側(cè)進(jìn)料口中進(jìn)行熔融擠出處理，得到PET復(fù)合材料。
8.如權(quán)利要求7所述PET復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述擠出處理的工藝條件為一區(qū)溫度為22(T250°C，二區(qū)溫度為23(T260°C，三區(qū)溫度為23(T270°C，四區(qū)溫度為 230 275°C，五區(qū)23(T270°C，擠出時(shí)間為I 5分鐘，壓力為l(Tl8MPa。
9.如權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的PET復(fù)合材料在手機(jī)外殼或打印機(jī)部件中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明適用于工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種PET復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用。該P(yáng)ET復(fù)合材料包括聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、增韌劑、增溶劑、碳纖維、導(dǎo)電炭黑。本發(fā)明PET復(fù)合材料，通過碳纖維的改性作用使得PET復(fù)合材料的強(qiáng)度得到大大增強(qiáng)；通過碳纖維和導(dǎo)電炭黑的協(xié)同改性作用使得PET復(fù)合材料的抗靜電性能得到顯著提升。本發(fā)明PET復(fù)合材料制備方法，操作簡單，成本低廉，生產(chǎn)效益高，非常適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08K7/06GK103013075SQ20121046490
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者徐東, 徐永, 孫航 申請(qǐng)人:深圳市科聚新材料有限公司