[发明专利]一种石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，包括以下组分：60-90质量份的聚碳酸酯、5-20质量份的环氧树脂、0.01-5质量份的石墨烯、5-20质量份的玻璃纤维、0.1-1质量份的硅烷偶联剂、5-10质量份的无水乙醇、0.05-2质量份的抗氧化剂、0.5-3质量份的相容增韧剂，所述石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料由包括以下步骤的方法制得：

（1）将60-90质量份干燥的聚碳酸酯、0.05-2质量份的抗氧化剂和0.5-3质量份的相容增韧剂混合均匀；

（2）将0.01-5质量份的石墨烯加入到5-20质量份的环氧树脂中，在常温下低速搅拌辅助超声分散0.5-3h，制得石墨烯分散液；

（3）将0.1-1质量份硅烷偶联剂溶解在5-10质量份无水乙醇中，配制成硅烷偶联剂-乙醇溶液，利用喷雾法将硅烷偶联剂-乙醇溶液喷洒在5-20质量份玻璃纤维上，然后放入烘箱中干燥50-80min，干燥温度90-110℃；

（4）将步骤（1）中混合料经上游喂料口，送入双螺杆挤出机；将步骤（2）中石墨烯分散液经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出；将步骤（3）中处理后的玻璃纤维经出气口，送入双螺杆挤出机；以上三种物料利用变量泵控制加入速度，实现均匀加入的目的；

（5）所述的双螺杆挤出机带有抽真空和温控装置，复合材料采用挤出机熔融挤出造粒，自喂料口至挤出模头温度分别是180-200℃，200-230℃，220-240℃，230-250℃，240-260℃，挤出机的机螺杆转速500-800r/min，加料转速40-70r/min；冷却，切粒制得产品。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为特性粘度在45-55ml/g芳香族聚碳酸酯，芳香族聚碳酸酯由至少一种二价酚和一种聚碳酸酯母体通过界面聚合方法制成，聚碳酸酯母体为羰基卤化物、卤代碳酸酯或甲酸酯。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯，特性粘度48ml/g。

4.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述环氧树脂为二酚基丙烷型环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一种。

5.根据权利要求1、2或3所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述石墨烯具有以下性能参数：片径为10-50微米，吸光率为3%-5%；所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，长度为3-12mm。

6.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的至少一种。

7.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂选自季戊四醇酯、亚磷酸酯、丙酸正十八碳醇酯中的一种或者几种。

8.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，所述相容增韧剂选自硅酮粉、改性乙撑双脂肪酸酰胺、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或者几种。

9.权利要求1-8任一项所述的一种石墨烯/玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将60-90质量份干燥的聚碳酸酯、0.05-2质量份的抗氧化剂和0.5-3质量份的相容增韧剂混合均匀；

（2）将0.01-5质量份的石墨烯加入到5-20质量份的环氧树脂中，在常温下低速搅拌辅助超声分散0.5-3h，制得石墨烯分散液；

（3）将0.1-1质量份硅烷偶联剂溶解在5-10质量份无水乙醇中，配制成硅烷偶联剂-乙醇溶液，利用喷雾法将硅烷偶联剂-乙醇溶液喷洒在5-20质量份玻璃纤维上，然后放入烘箱中干燥50-80min，干燥温度90-110℃；

（4）将步骤（1）中混合料经上游喂料口，送入双螺杆挤出机；将步骤（2）中石墨烯分散液经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出；将步骤（3）中处理后的玻璃纤维经出气口，送入双螺杆挤出机；以上三种物料利用变量泵控制加入速度，实现均匀加入的目的；

（5）所述的双螺杆挤出机带有抽真空和温控装置，复合材料采用挤出机熔融挤出造粒，自喂料口至挤出模头温度分别是180-200℃，200-230℃，220-240℃，230-250℃，240-260℃，挤出机的机螺杆转速500-800r/min，加料转速40-70r/min；冷却，切粒制得产品。