[发明专利]一种碳纤维改性PBT复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳纤维改性PBT复合材料及其制备方法。

背景技术

PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)是一种广泛应用于工业领域的热塑性 工程塑料，有良好的化学稳定性、机械强度、电绝缘性和热稳定性。随着 国内电子、电气和汽车行业的发展，PBT塑料的使用量日益增加。PBT能够 用于制造电子产品框架、电器外壳和汽车零件等。但是由于PBT自身性能 较差，且热形变温度低，为了满足一些特殊的要求，所以必须对PBT进行 改性。

目前在手机上应用PBT都是经过玻璃纤维改性的，但是强度及刚性相 对来说还不是很足，在铝合金纳米微孔注塑过程中，会因为刚性和强度不 足而导致PBT与铝合金结合力降低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有PBT的刚性和强度不足而导致PBT与 铝合金结合力降低的问题，提出一种碳纤维改性PBT复合材料及其制备方 法，增强PBT塑胶的刚性和强度。进一步地，使用该碳纤维改性PBT复合 材料在铝合金纳米微孔注塑应用中表现出优良的综合性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳纤维改性PBT复合材料，是将PBT塑胶、抗氧化剂、润滑剂按 质量百分比99％：0.1％-0.6％：0.2—0.5％混合均匀得到的PBT塑胶混合物 与碳纤维丝束按质量百分比15％—25％：75％—85％共混并挤出造粒形成的碳 纤维改性PBT复合材料。

进一步地：

所述抗氧化剂为抗氧化剂245。

所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。

所述碳纤维丝束与所述PBT塑胶混合物的质量百分比为25％：75％。

所述碳纤维丝束与所述PBT塑胶混合物的质量百分比为15％：85％。

所述碳纤维丝束与所述PBT塑胶混合物的质量百分比为5％：95％。

一种制备所述碳纤维改性PBT复合材料的制备方法，包括将PBT塑胶、 抗氧化剂、润滑剂按质量百分比99％：0.1％-0.6％：0.2—0.5％混合均匀得 到的PBT塑胶混合物与碳纤维丝束按质量百分比15％—25％：75％—85％共混 并挤出造粒而形成碳纤维改性PBT复合材料。

进一步地：

所述的制备方法包括以下步骤：

a.碳纤维表面处理：将碳纤维丝束放入浓度为30％—50％硝酸溶液和25％ —35％硝酸钠混合溶液中进行表面处理，然后取出碳纤维丝束，用清水清洗 至中性，然后烘干；

b.碳纤维与PBT塑胶共混造粒：将PBT塑胶加热后将PBT塑胶与抗氧 化剂、润滑剂混合均匀，然后将碳纤维丝束与混合均匀的PBT塑胶混合物 加入挤出机中进行挤出造粒。

步骤a中，优选将碳纤维丝束放入硝酸和硝酸钠混合溶液中浸润30— 50分钟。

步骤b中，优选将PBT塑胶放入烤箱以100度加热4—6个小时。

步骤c中，优选控制挤出机温度为210—240度，螺杆转数为200—400 转数/分。

一种铝合金注塑方法，其中将所述的碳纤维改性PBT复合材料与表面 具有纳米微孔的铝合金框架注塑成型为一体。

所述铝合金注塑方法包括：将所述碳纤维改性PBT复合材料加入注塑 模具，以100—130度的温度预热2—3小时，然后将经阳极氧化的铝合金 放入注塑模具中，注塑模具温度控制130—150度，调节射出压力100— 150MP，注塑料筒温度控制在230—260度，5—10S后成型。

本发明的有益效果：

本发明提供的碳纤维改性PBT复合材料能够显著增强PBT塑胶的刚性 和强度，使其力学性能、热变形温度和热稳定性均大幅提升。该碳纤维改 性PBT复合材料在与铝合金注塑成型的用途中尤其表现出优异的综合性能， 注塑后的塑胶与金属产品的结合强度有显著提升。

在具体实施例中，PBT塑胶混合物和碳纤维共混后挤出造粒，碳纤维 在PBT树脂中均匀分散成型在一起，且排列方向是沿着熔体流动方向，有 较高的取向度，这样能够提高PBT树脂的结晶度和结晶速率，使硬度和模 量有大幅提高。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅 是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。