[发明专利]一种碳纤维增强改性的聚碳酸酯

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种碳纤维增强改性的聚碳酸酯。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，能在较高的温度范围内保持较高的力学强度，无毒，介电性能优良，是近年来增长迅速最快和产能规模最大的工程塑料。但PC也存在一些缺陷，如加工性能较差，易应力开裂，缺口冲击和低温韧性差等，限制其应用范围。碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，主要用于制备先进复合材料，已广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域、交通运输领域及土木建筑领域。碳纤维可以作为增强树脂复合材料和改进其力学性能的增强剂，但碳纤维增强树脂复合材料时，要求有较高的层间剪切强度（ILSS），而未经表面处理的碳纤维表面呈惰性，比表面积小，边缘活性碳原子少，活性官能团含量极少，表面能低，和树脂浸润性及两相界面粘结性差，碳纤维与树脂复合材料的层间剪切强度较低，不能满足其使用效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效果好、综合性能优异的碳纤维增强改性的聚碳酸酯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维增强改性的聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯70%～95%、表面改性碳纤维5%～20%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%、其它助剂0～1%。

所述的表面改性碳纤维为表面经过氧等离子体处理过的碳纤维，其处理工艺为：将碳纤维均匀地缠绕在一塑料框上，置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，并使碳纤维均能暴露在等离子体中，处理5～10分钟后，暴露在空气0.5～2小时，即得到表面改性碳纤维。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）。

上述的一种碳纤维增强改性的聚碳酸酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将聚碳酸酯在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，待用；

（2）、将碳纤维均匀地缠绕在一塑料框上，置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，并使碳纤维均能暴露在等离子体中，处理5～10分钟后，暴露在空气0.5～2小时，即得到表面改性碳纤维，经干燥后待用；

（3）、按重量配比称取干燥的聚碳酸酯和表面改性碳纤维，加入高速混合机，搅拌3～15分钟，然后加入按重量配比称取的抗氧剂、润滑剂、其它助剂，继续混合5～30分钟，使充分混合均匀后出料；

（4）、再将步骤（3）的混合料及时加入双螺杆挤出机中，在240℃～260℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得成品。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用等离子体处理得到表面改性碳纤维，再用于增强改性聚碳酸酯材料，其具有改性效果好和易于控制等优点，并且所制得材料具有高强度、高模量、高弹性、高刚度和良好导电、导热及热稳定等性能，其应用前景广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种碳纤维增强改性的聚碳酸酯，其组分按质量百分数配比为：聚碳酸酯83%、表面改性碳纤维15%、受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物0.4%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.6%、其它助剂1%。其中，所述的表面改性碳纤维为表面经过氧等离子体处理过的碳纤维，其处理工艺为：将碳纤维均匀地缠绕在一塑料框上，置入真空度为l～0.2mmHg、输入电压为220V的氧等离子体的箱内，并使碳纤维均能暴露在等离子体中，处理5～10分钟后，暴露在空气0.5～2小时，即得到表面改性碳纤维。