[发明专利]一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料。

背景技术

聚碳酸酯（PC）具有优良的力学性能、耐热性和尺寸稳定性；但PC的熔体粘度大，加工温度高，成型加工困难，且对缺口非常敏感，溶剂性能不好，价格昂贵等，这使它在许多领域中的应用受到一定限制。共混合金化是PC改性的一种重要方法，它能使PC性能更为优异而得到更广泛的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异力学性能的PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 40%～70%、ABS 20%～40%、纳米碳纤维5%～15%、SNA 3%～10%、相容剂2%～5%、稳定剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述的PC为分子量在20000～40000的双酚A型聚碳酸酯。

所述的ABS为分子量在80000～150000的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为10%～30%。

所述的纳米碳纤维为表面覆盖有2～3nm硅胶薄膜的有机功能化纳米碳纤维。

所述的SNA为分子量在100000～150000的苯乙烯-丙烯腈共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为20%～35%。

所述的稳定剂为高分子量受阻胺光稳定剂HS-622。

所述的抗氧剂为受阻酚抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：2的复配物。

所述的润滑剂为硬酯酸钙、乙撑双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。

上述的一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；

（2）、纳米碳纤维表面处理：将纳米碳纤维加入体积比4：1的（重量）98%浓硫酸和（重量）30%双氧水的混合液，并通过超声浴反应2～4小时，再用去离子水和丙酮洗涤3～8次后，在80℃～85℃下干燥3～4小时，得到表面氧化处理纳米碳纤维，经出料称取后加入反应釜中，并将占表面氧化处理纳米碳纤维质量5wt%的聚二甲基硅氧烷加入反应釜中，在反应温度300℃～350℃下低速搅拌3～5小时，然后自然冷却至低于40℃以下，再依次采用丙酮清洗和通过甲苯萃取，所得产物在蒸汽浴室进行蒸干浓缩，用丙酮清洗，然后在真空烘箱中80℃～85℃下干燥2小时以上，即制得所述的有机功能化纳米碳纤维，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌均匀后，再加入按重量配比称取步骤（2）的产物，以及加入按重量配比称取的SNA、相容剂、稳定剂、抗氧剂、润滑剂，使一起搅拌5～25分钟和达到混合均匀后，出料；

（4）、将步骤（3）的混和物加入双螺杆挤出机中，在240℃～270℃下经充分融熔共混后挤出、冷却造粒，即得成品。

本发明的有益效果是，本发明的一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料，具有高强度、高硬度、高刚性和良好耐磨性能等优点，而且电性能好，成本低，在汽车、电子电器、机械零部件、仪器仪表、通讯等领域具有很好的应用潜力和广阔前景。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

一种PC/ABS/纳米碳纤维的共混复合材料，其组分按质量百分数配比为：PC 50%、ABS 24%、纳米碳纤维15%、SNA 5%、相容剂3%、高分子量受阻胺光稳定剂HS-622 2%、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：2的复配物0.3%、硬酯酸钙0.7%。其中，所述的PC为分子量在20000～40000的双酚A型聚碳酸酯；所述的ABS为分子量在80000～150000的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为10%～30%；所述的纳米碳纤维为表面覆盖有2～3nm硅胶薄膜的有机功能化纳米碳纤维；所述的SNA为分子量在100000～150000的苯乙烯-丙烯腈共聚物，其中丙烯腈的质量百分数含量为20%～35%。

制备方法：（1）、将PC在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，ABS在80℃～90℃下干燥2～4小时，待用；（2）、纳米碳纤维表面处理：将纳米碳纤维加入体积比4：1的（重量）98%浓硫酸和（重量）30%双氧水的混合液，并通过超声浴反应2～4小时，再用去离子水和丙酮洗涤3～8次后，在80℃～85℃下干燥3～4小时，得到表面氧化处理纳米碳纤维，经出料称取后加入反应釜中，并将占表面氧化处理纳米碳纤维质量5wt%的聚二甲基硅氧烷加入反应釜中，在反应温度300℃～350℃下低速搅拌3～5小时，然后自然冷却至低于40℃以下，再依次采用丙酮清洗和通过甲苯萃取，所得产物在蒸汽浴室进行蒸干浓缩，用丙酮清洗，然后在真空烘箱中80℃～85℃下干燥2小时以上，即制得所述的有机功能化纳米碳纤维，待用；（3）、按重量配比称取干燥的PC和ABS，加入高速混合机中搅拌均匀后，再加入按重量配比称取步骤（2）的产物，以及加入按重量配比称取的SNA、相容剂、高分子量受阻胺光稳定剂HS-622、受阻酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168按质量比1：2的复配物、硬酯酸钙，使一起搅拌5～25分钟和达到混合均匀后，出料；（4）、将步骤（3）的混和物加入双螺杆挤出机中，在240℃～270℃下经充分融熔共混后挤出、冷却造粒，即得成品。