[发明专利]碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品

说明书

【技术领域】

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是涉及一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料及其成型品。

【背景技术】

碳纳米管因同时具有高模量、高强度与高韧性，因而加入到高分子材料中能够大幅提升材料的机械性能。然而，由于碳纳米管的比表面积大，在与聚合物共混时易团聚，使其优良性无法显现。例如，碳纳米管在与聚碳酸酯/碳纤维复合材料共混时易团聚，使得到材料的弯曲性能和缺口冲击性能不佳。

有鉴于此，实有必要开发一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，以解决上述碳钠米管在与聚碳酸酯/碳纤维复合材料共混时易团聚，使得到的聚碳酸酯/碳纤维复合材料力学性能不佳的问题。

【发明内容】

因此，本发明的目的是提供一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，该复合材料使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，能够提升力学性能。

为了达到上述目的，本发明的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，按重量份数表示包括：

其中，所述碳纤维为在碳纳米管分散液中经浸泡、烘干后得到的碳纤维。

可选地，所述碳纳米管分散液是由碳纳米管、表面活性剂、水及与水互溶的有机溶剂组成，碳纳米管分散液中含碳纳米管的质量分数在0.0005％-0.002％之间。

可选地，所述表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的至少一种。

可选地，碳纳米管的直径在2nm-50nm之间，长度在10μm-50μm之间。

可选地，所述聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种。

可选地，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种。

可选地，所述阻燃剂为1,3亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯、四苯基双酚A二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、四苯基间苯二酚二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、磷酸三苯酯阻燃剂、苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾、2,4,5-三氯苯磺酸钠、聚硅硼烷及其衍生物阻燃剂、交联的聚二甲基硅氧烷及其衍生物阻燃剂中的至少一种。

可选地，所述抗滴落剂为聚四氟乙烯。

可选地，所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料包括静电防止剂、抗菌剂、脱模剂、着色剂、抗氧剂、紫外线吸收剂中的至少一种。

另外，本发明还提供一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维成型品，其为经所述碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料成型后产生的产品。

相较于现有技术，本发明的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，通过将碳纤维在碳纳米管分散液中预浸，然后将表面处理后的碳纤维加入到聚碳酸酯中，使碳纳米管在复合材料中的分散性增加，制备出一种碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，不仅使弯曲强度提升约10％-20％，弯曲模量提升约10％-20％，缺口冲击强度提升约20％-30％，因此提升了复合材料的力学性能。

【具体实施方式】

本发明的碳纳米管增强聚碳酸酯/碳纤维复合材料，按重量份数表示包括：

聚碳酸酯60-90份，经过碳纳米管分散液预浸的碳纤维对聚碳酸酯的种类无特殊要求，聚碳酸酯可以是双酚A型聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、有机硅-聚碳酸酯、环己烷双酚A型聚碳酸酯中的至少一种；

碳纤维5-30份，所述碳纤维为在碳纳米管分散液中经浸泡、烘干后得到的碳纤维，当然所述碳纤维的种类不限，可以是通用型碳纤维、高强度碳纤维或者高模量碳纤维，所述碳纳米管分散液是由碳纳米管、表面活性剂、水及与水互溶的有机溶剂组成，碳纳米管分散液中含碳纳米管的质量分数在0.0005％-0.002％之间，这样使1Kg的碳纳米管分散液可用于处理至少1Kg碳纤维，大幅提高了碳纳米管的使用效率，所述表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的至少一种；

润滑剂0.1-10份，所述润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、芥酸酰胺、硬脂酸中的至少一种，所述润滑剂不仅能够减小各组分内部之间的摩擦，在加工时还能够减小材料与机台之间的摩擦；

阻燃剂1-10份，所述阻燃剂为1,3亚苯基磷酸(2,6-甲苯基)四酯、四苯基双酚A二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、四苯基间苯二酚二磷酸酯及其衍生物阻燃剂、磷酸三苯酯阻燃剂、苯磺酰基苯磺酸钾、全氟丁基磺酸钾、2,4,5-三氯苯磺酸钠、聚硅硼烷及其衍生物阻燃剂、交联的聚二甲基硅氧烷及其衍生物阻燃剂中的至少一种；