[发明专利]一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC及其制备工艺

说明书

本发明属于改性聚碳酸酯的技术领域，具体涉及一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC及其制备工艺。所述改性聚碳酸酯PC由包括如下组分制备而成：芳香族聚碳酸酯树脂、短切碳纤维、改性竹炭纤维、纳米颗粒、填充材料以及偶联剂；所述改性竹炭纤维为采用木质素、壳聚糖、丙烯酸溶液和引发剂的混合物对竹炭纤维进行改性得到；本发明先采用碳纤维对芳香族聚碳酸酯树脂进行阻燃性能增强的改性，再采用改性竹炭纤维对其改性，加强改新树脂的韧性以及机械性能，同时减少其形变性能，之后在偶联剂的作用下，结合进本发明所制备的纳米颗粒以及填充材料，填充于树脂以及纤维材料的孔隙之中，进一步提高改性树脂的使用性能，改善抗氧化性能以及耐疲劳性能。

技术领域

本发明属于改性聚碳酸酯的技术领域，具体涉及一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC及其制备工艺。

背景技术

聚碳酸酯PC，指的是大分子链中含有碳酸酯重复单元的线型高聚物的总称，PC是一种综合性能优良的无定形热塑性工程塑料，其按照分子结构中所带酯基的不同可将PC分为脂肪族、脂环族、脂肪-芳香族以及芳香族聚碳酸酯树脂，其中，芳香族聚碳酸酯树脂由于其较为优异的可塑性和研发潜力，通常作为研发重点对象。

聚碳酸酯具有优良的机械性能，其冲击强度和尺寸稳定性尤为突出，在广阔的温度范围内仍能保持较高的机械强度，然而其具有耐疲劳性和耐磨性较差的缺点，容易产生应力开裂的现象，PC的分子链刚硬，成型冷却后易残余很大的内应力。

并且聚碳酸酯是可燃物、还有不耐溶剂等的缺点，为了增强聚碳酸酯的综合性能以及扩大聚碳酸酯的应用领域，通过对其改性的方法是目前的研究热点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC及其制备工艺，提高了聚碳酸树脂的韧性、阻燃性以及机械性能，减少其形变性能，增强改性聚碳酸酯树脂的抗氧化性能、耐磨性能以及耐疲劳性能。

本发明的技术内容如下：

本发明提供了一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC，所述改性聚碳酸酯PC由包括如下组分制备而成：芳香族聚碳酸酯树脂、短切碳纤维、改性竹炭纤维、纳米颗粒、填充材料以及偶联剂；

所述改性竹炭纤维为采用木质素、壳聚糖、丙烯酸溶液和引发剂的混合物对竹炭纤维进行改性得到；

所述纳米颗粒为包括聚四氟乙烯纳米颗粒、纳米石墨、氮化铝纳米颗粒的组合物，其使用质量比为(4～7)：(2～4)：(1～3)；

所述填充材料为包括玻璃微珠、氮化硼、氧化锌、陶土的组合物，其使用质量比为(2～5)：(1～4)：(1～4)：(3～7)；

所述偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷的一种。

本发明还提供了一种增强阻燃性能的改性聚碳酸酯PC的制备工艺，包括如下步骤：

1)聚碳酸酯的表面处理：取芳香族聚碳酸酯树脂与有机溶剂熔融混合，加入短切碳纤维，搅拌均匀，通过双螺杆挤出机挤出、造粒得到碳纤维改性聚碳酸酯；

2)竹炭纤维表面改性：取木质素、壳聚糖以及丙烯酸溶液混合搅拌均匀，加入引发剂，50～80℃恒温搅拌均匀制得混合液，滴入竹炭粉末中，恒温搅拌均匀，得到改性竹炭纤维；

3)将碳纤维改性聚碳酸酯、改性竹炭纤维混合熔融，之后加入填充材料、偶联剂混合搅拌均匀，最后加入纳米颗粒混合熔融、搅拌均匀，通过双螺杆挤出机挤出，成型，得到改性聚碳酸酯PC；

所述纳米颗粒为聚四氟乙烯纳米颗粒、纳米石墨、氮化铝纳米颗粒通过混溶溶解、超声、干燥得到；

所述填充材料为玻璃微珠、氮化硼、氧化锌、陶土的混合组合物；