[发明专利]一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE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，具体地说是一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种具有较高的熔融温度和玻璃化温度的结晶性聚合物，在一定的温度范围内保持优良的物理性能和力学性能，其耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性、电绝缘性特点极为突出，对大多数有机溶剂和酸较稳定，生产能耗较低，因而被广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领域；但由于PET 刚性较强使得材料韧性较差，结晶速度较慢，成型模具温度高及成型周期长等缺点，大大限制了其应用范围。聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是一种结晶速度快，融融温度和玻璃化温度较低的结晶性聚合物，具有特别优异的柔软性、弹性回复性，加工性能、电气性能、机械性能和尺寸的稳定性特点；但PTT的缺口冲击强度低、缺口敏感性大、尺寸稳定性不高、耐热性不好、阻燃性差等缺陷，将限制了其的应用领域。聚醚酯（TPEE）为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷热塑性弹性体，是由对苯二甲酸二甲酯、丁二醇、聚环氧乙烷二元醇和/或聚环氧丙烷二元醇通过共缩聚而得到的嵌段共聚物，具有良好的柔韧性及力学性能。将PET、PTT和TPEE共混制备的PET/PTT/TPEE复合材料，能够很好地综合三者的优点，实现单一品种不能达到的综合性能，将具有很高的实用价值和良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度、高耐热性和良好电性能的碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%～60%、PTT 20%～30%、TPEE 10%～15%、相容剂3%～5%、改性碳纤维5%～15%、纳米二氧化硅1%～4%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%。

所述PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述PTT为聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述TPEE为聚对苯二甲酸丁二酯-聚环氧乙烷-聚环氧丙烷三嵌段共聚物。

所述相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物。

所述改性碳纤维为表面经过质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液氧化处理的短切聚丙腈碳纤维。

所述纳米二氧化硅为粒径在20～40nm的气相二氧化硅纳米粒子。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。

所述润滑剂为硬脂酸钙、硅酮粉、季戊四醇硬脂酸酯中的一种。

上述的一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PET和PTT在强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，待用；

（2）、将短切聚丙腈碳纤维加入体积比3：1的质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液中，于60℃～90℃温度下超声处理15～60分钟，然后用去离子水清洗4～8次，直至pH值不显酸性，再在80℃～150℃真空烘箱干燥24～48h，即得所述改性碳纤维，待用；

（3）、按重量配比称取干燥的PET和PTT，再按重量配比加入步骤（2）得到的改性碳纤维，并按重量配比加入TPEE、相容剂、纳米二氧化硅、抗氧剂、润滑剂，使一起混合3～15分钟，待充分混合均匀后，出料加入双螺杆挤出机中，在210℃～280℃下经熔融共混后挤出、冷却造粒，然后干燥，即得本发明的一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料。

本发明的有益效果是，本发明综合了PET、PTT和TPEE各自的优点，而且通过表面氧化碳纤维共混改性，大大提高了强度、刚度和耐热性能，其尺寸稳定性好，电性能优良，适于工业化生产与推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种碳纤维增强的PET/PTT/TPEE复合材料，其组分按质量百分数配比为：PET 30%、PTT 30%、TPEE 15%、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物5%、改性碳纤维15%、纳米二氧化硅4%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.5%、季戊四醇硬脂酸酯0.5%，所述改性碳纤维为表面经过质量含量达98%以上硫酸和质量含量达60%以上硝酸的混酸溶液氧化处理的短切聚丙腈碳纤维，所述纳米二氧化硅为粒径在20～40nm的气相二氧化硅纳米粒子。