一種碳纖維增強的聚碳酸酯和abs共混合金的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金。
【背景技術】
[0002]聚碳酸酯(PC)具有優良的力學性能、耐熱性和尺寸穩定性。但PC的熔體粘度大，加工溫度高，成型加工困難，且對缺口非常敏感，溶劑性能不好，價格昂貴等，這使它在許多領域中應用受到限制。共混合金化是PC改性的一種重要方法，它能使PC性能更為優異而得到更廣泛的應用。ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的性能介于工程塑料和通用塑料之間，具有良好的耐沖擊性能和加工性能，價格也比較便宜，但其耐熱性、耐候性差，機械性能不夠理想。以聚碳酸酯和ABS為主要原料的共混合金是一種重要的工程塑料，具有良好的成型性和耐低溫沖擊性能，較高的熱變形溫度及光穩定性。但聚碳酸酯和ABS共混合金屬于部分相容的聚合物體系，其相容性的好壞將直接影響了該合金的各項性能指標。為了改善其相容性和力學性能，則需在聚碳酸酯和ABS共混合金中加入第三組分進行繼續再改性。碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性，主要用于制備先進復合材料，已廣泛應用于宇航、體育用品領域、工業領域、交通運輸領域及土木建筑領域。碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金可以作為一種具有前沿技術特點的新型產品，其與傳統玻璃纖維增強相比，具有強度高、導電性能好等顯著優點，因而具有重要的市場價值。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其組分按質量百分數配比為:雙酚A型聚碳酸酯50%?60%、ABS 20%?30%、碳纖維5%?15%、增韌劑3%?8%、相容劑2%?4%、耐水解劑0.5%?2%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
[0005]所述雙酹A型聚碳酸酯的重均分子量為17000?40000g/mol。
[0006]所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其各組分的質量百分比含量為丙烯腈10%?30%、丁二烯15%?30%、苯乙烯40%?70%。
[0007]所述的碳纖維為表面氧化預處理的碳纖維。
[0008]所述的增韌劑為熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)。
[0009]所述的相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐(AS-g-MAH)。
[0010]所述的耐水解劑為苯基縮水甘油醚、雙酚A雙縮水甘油醚、碳化二亞胺、2-噁唑啉中的一種。
[0011]所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑2921、抗氧劑1076、抗氧劑168中的一種或幾種。
[0012]所述的潤滑劑為季戊四醇硬脂酸酯(PETS )。
[0013]上述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金的制備方法，包括以下步驟:
(1)、將雙酚A型聚碳酸酯在鼓風干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時，待用；
(2)、碳纖維表面氧化預處理:將碳纖維加入體積比3:1的(重量)98%濃硫酸和(重量)70%濃硝酸的混合液,在60°C?90°C下反應15?40分鐘,然后用氫氧化鈉溶液中和、用去離子水沖洗至中性，經過80°C?120°C下干燥30?45分鐘后，即得表面氧化預處理的碳纖維，待用;
(3)、將按重量配比稱取干燥的雙酚A型聚碳酸酯和ABS加入高速混合機中攪拌均勻，然后加入按重量配比稱取步驟(2)的產物，同時加入按重量配比稱取的增韌劑、相容劑、耐水解劑、抗氧劑、潤滑劑，使一起攪拌5?25分鐘和達到混合均勻后，出料；
(4)、將步驟(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在230°C?280°C下經充分塑化共混后擠出、冷卻造粒，即得本發明的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金。
[0014]本發明的有益效果是，本發明對碳纖維表面氧化預處理，大大提高了碳纖維表面的極性，用以對聚碳酸酯和ABS共混合金進行改性時，具有很好的增強、增剛和提高耐熱耐化學品效果。因而本發明具有比強度高、相對密度小、比模量高、熱膨脹系數小、穩定性好、力學性能優異等特點，而且耐水解性能好，成本低，在汽車、化工、電氣、航空航天等領域作為高性能合金材料具有非常廣闊的應用前景。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體的優選實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0016]一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其組分按質量百分數配比為:雙酚A型聚碳酸酯50%、ABS 24%、表面氧化預處理的碳纖維15%、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)5%、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐(AS-g-MAH)3.5%、碳化二亞胺1.5%、抗氧劑1010與抗氧劑168的混合物0.2%、季戊四醇硬脂酸酯(PETS) 0.8%。其中，所述雙酚A型聚碳酸酯的重均分子量為17000?40000g/mol ;所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其各組分的質量百分比含量為丙烯腈10%?30%、丁二烯15%?30%、苯乙烯40%?70%。
[0017]制備方法:(1)、將雙酚A型聚碳酸酯在鼓風干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時，待用；(2)、碳纖維表面氧化預處理:將碳纖維加入體積比3:1的(重量)98%濃硫酸和(重量)70%濃硝酸的混合液，在60°C?90°C下反應15?40分鐘,然后用氫氧化鈉溶液中和、用去離子水沖洗至中性,經過80°C?120°C下干燥30?45分鐘后，即得表面氧化預處理的碳纖維，待用；(3)、將按重量配比稱取干燥的雙酚A型聚碳酸酯和ABS加入高速混合機中攪拌均勻，然后加入按重量配比稱取步驟(2)的產物，同時加入按重量配比稱取的熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐(AS-g-MAH)、碳化二亞胺、抗氧劑1010與抗氧劑168的混合物、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，使一起攪拌5?25分鐘和達到混合均勻后，出料；(4)、將步驟(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在230°C?280°C下經充分塑化共混后擠出、冷卻造粒，即得本發明的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金。
【主權項】
1.一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其特征在于，其組分按質量百分數配比為:雙酚A型聚碳酸酯50%?60%、ABS 20%?30%、碳纖維5%?15%、增韌劑3%?8%、相容劑2%?4%、耐水解劑0.5%?2%、抗氧劑0.1%?0.5%、潤滑劑0.1%?1%。
2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其特征在于，所述的碳纖維為表面氧化預處理的碳纖維。
3.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其特征在于，所述的增韌劑為熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)。
4.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其特征在于，所述的相容劑為丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝馬來酸酐(AS-g-MAH)。
5.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其特征在于，所述的耐水解劑為苯基縮水甘油醚、雙酚A雙縮水甘油醚、碳化二亞胺、2-噁唑啉中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將雙酚A型聚碳酸酯在鼓風干燥機中于110°C?130°C溫度下干燥3?4小時，ABS在80°C?90°C下干燥2?4小時，待用； (2)、碳纖維表面氧化預處理:將碳纖維加入體積比3:1的(重量)98%濃硫酸和(重量)70%濃硝酸的混合液,在60°C?90°C下反應15?40分鐘,然后用氫氧化鈉溶液中和、用去離子水沖洗至中性，經過80°C?120°C下干燥30?45分鐘后，即得表面氧化預處理的碳纖維，待用; (3)、將按重量配比稱取干燥的雙酚A型聚碳酸酯和ABS加入高速混合機中攪拌均勻，然后加入按重量配比稱取步驟(2)的產物，同時加入按重量配比稱取的增韌劑、相容劑、耐水解劑、抗氧劑、潤滑劑，使一起攪拌5?25分鐘和達到混合均勻后，出料； (4)、將步驟(3)的混和物加入雙螺桿擠出機中，在230°C?280°C下經充分塑化共混后擠出、冷卻造粒，即得本發明的一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金。
【專利摘要】本發明公開了一種碳纖維增強的聚碳酸酯和ABS共混合金，其組分按質量百分數配比為：雙酚A型聚碳酸酯50%～60%、ABS20%～30%、碳纖維5%～15%、增韌劑3%～8%、相容劑2%～4%、耐水解劑0.5%～2%、抗氧劑0.1%～0.5%、潤滑劑0.1%～1%。本發明的有益效果是，本發明對碳纖維表面氧化預處理，大大提高了碳纖維表面的極性，用以對聚碳酸酯和ABS共混合金進行改性時，具有很好的增強、增剛和提高耐熱耐化學品效果。因而本發明具有比強度高、相對密度小、比模量高、熱膨脹系數小、穩定性好、力學性能優異等特點，而且耐水解性能好，成本低，在汽車、化工、電氣、航空航天等領域作為高性能合金材料具有非常廣闊的應用前景。
【IPC分類】C08K9-02, C08L69-00, C08K7-06, B29B9-06, B29C47-92, C08K13-06, C08L55-02
【公開號】CN104629303
【申請號】CN201310545059
【發明人】不公告發明人
【申請人】殷培花
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月7日