[发明专利]一种碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)是最早实现工业化的聚酯材料，但初期几乎都用于合成纤维；80年代以后，在成核剂和结晶促进剂相继研发成功后，PET才逐渐开始作为工程塑料使用，并与聚对苯二甲酸丁二醇酯(PTT)一起作为热塑性聚酯，成为五大工程塑料之一。PET在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120℃；其电绝缘性优良，甚至在高温高频下，其电性能仍较好；PET还具有优良的抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性和尺寸稳定性；所以其被广泛用做纤维、薄膜、工程塑料、聚酯瓶等。但PET结晶速率慢，成型加工困难，模塑温度高，生产周期长，冲击性能差。目前一般通过增强、填充、共混等方法改进其加工性和物性，其中以碳纤维增强效果明显，能提高树脂刚性、耐热性、耐药品性、电气性能和耐候性，但注塑制件的表面有浮纤，不仅影响美观，而且影响作为耐压制件的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维增强PET组合物及其制备方法，改善了PET组合物表面浮纤情况，改善了制件外观和耐压性能。

本发明的技术方案如下：

一种碳纤维增强PET组合物，其由以下组分按重量份制备而成：

进一步方案，所述PET的特性粘度范围为0.6-1.0dl/g。

所述碳纤维为短切碳纤维，其长度为2-5mm、直径为7-13微米。

所述碳化硅晶须的平均粒径为100μm、抗压强度为100Mpa、密度为0.25g/cc。

所述增韧剂选自马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或两种以上的混合物。

所述成核剂为苯甲酸钠。

所述表面改善剂为乙撑双脂肪酸酰胺(TAF)和硅酮按重量比1：1组成的混合物。

本发明的另一个发明目的是提供上述碳纤维增强PET组合物的制备方法，其步骤如下：

(1)将PET和PTT分别进行干燥；

(2)按配比，将干燥后的PET、PTT、碳纤维、碳化硅晶须、增韧剂、成核剂和表面改善剂，加入高速混合机中搅拌3-5min；

(3)将混合均匀的物料从双螺杆挤出机的加料口加入，经双螺杆挤出机熔融挤出、造粒，制备得碳纤维增强PET组合物。

进一步方案，所述步骤(1)中PET是在温度为110-140℃条件下干燥4-5h；PTT是在温度为110-120℃条件下干燥4-5h；

所述步骤(3)中双螺杆挤出机一区温度220-250℃、二区温度225-265℃、三区温度235-275℃、四区温度245-285℃、五区温度240-280℃、六区温度245-285℃，机头温度245-285℃，主机转速是15-35HZ。

本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明的碳纤维增强PET中加入碳化硅晶须和表面改善剂，碳化硅晶须和表面改善剂之间相互配合，并改进碳纤维和PET之间的界面相容性，提高分散相和连续相的均匀性，增加界面粘接强度，减少碳纤维与树脂的分离，从而共同改善了PET组合物在注塑后表面浮纤现象。

2、PTT的加入，不仅能改善工艺中熔体的流动性能，进一步的可以使PET组合物熔融混合均匀，不分层，提高组合物的力学性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

机械性能测试方法：

以下实施例所制备的碳纤维增强PET组合物采用GB标准进行注塑成测试试样，即使用塑料注塑机在230-270℃下注塑成型。试样成型后在温度为(23±2)℃、湿度为(50±5)％的标准环境中放置16h后测试，测试环境为(23±2)℃、湿度为(50±5)％。

样条尺寸(长度×宽度×厚度)分别为：拉伸样条(哑铃型)，170.0×10.0×4.0；弯曲样条，80.0×10.0×4.0；无缺口冲击样条，80.0×10.0×4.0；缺口冲击样条，80.0×10.0×4.0，V型缺口，缺口深度为1/5。

拉伸强度和断裂伸长率：按GB 1040测试，拉伸速度为5mm/min。

弯曲强度和弯曲模量：按GB 9341测试，弯曲速度为1.25mm/min。

简支梁缺口冲击强度：按GB 1043测试。

碳纤维含量(灰分)：按GB 9345测试。

实施例1