[发明专利]高强度合金材料

说明书

本发明公开了一种高强度高刚度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50％～70％、PET 10％～30％、纳米碳纤维5％～15％、二氧化硅2％～8％、相容剂2％～5％、偶联剂0.2％～1％、抗氧剂0.1％～0.5％、分散剂0.1％～1％。本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用表面经氧化预处理后的纳米碳纤维填充改性PC/PET合金，具有高比强度、高比模量、高导电导热等优点，添加相容剂有利于提高PC和PET两者的相容性，并且还提高了PC/PET合金的综合性能，添加二氧化硅进一步提高了合金体系的强度、硬度和耐热性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种高强度高刚度PC/PET合金。

背景技术

PC/PET合金(聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种综合性能较为理想的工程塑料，它既具有PC刚性和耐热性，又具有PET的耐溶剂性，可广泛应用于汽车、家电、通讯等领域。但由于PET是结晶聚合物，PC是非结晶聚合物，PC/PET合金属于典型的非晶/结晶共混体系，而且两者共混对其力学性能有较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳纤维填充增强的高强度高刚度PC/PET合金。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度高刚度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC 50％～70％、PET 10％～30％、纳米碳纤维5％～15％、二氧化硅2％～8％、相容剂2％～5％、偶联剂0.2％～1％、抗氧剂0.1％～0.5％、分散剂0.1％～1％。

所述的PC为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000～40000g/mol。

所述的PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的纳米碳纤维为表面经氧化预处理的纳米碳纤维，其处理方法为：将纳米碳纤维加入体积比3：1的98％(质量百分比)浓硫酸和70％(质量百分比)浓硝酸的混合液，在60℃～90℃温度下反应10～40分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维。

所述的二氧化硅为粒径在20～100nm之间的气相纳米二氧化硅。

所述的相容剂为苯乙烯接枝马来酸酐共聚物(SMA)、苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸水甘油酯(SAG)、甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-丙烯酸乙酯三元聚合物(MGE)、丙烯腈-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(AS-g-GMA)中的一种。

所述的偶联剂为铝钛复合偶联剂。

所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010或1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。

所述的分散剂为季戊四醇硬脂酸酯(PETS)。

上述的一种高强度高刚度PC/PET合金的制备方法，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，PET在130℃～150℃下干燥3～4小时，二氧化硅在80℃～85℃下干燥30～45分钟，待用；

(2)、纳米碳纤维表面经氧化预处理：将纳米碳纤维加入体积比3：1的98％(质量百分比)浓硫酸和70％(质量百分比)浓硝酸的混合液，在60℃～90℃温度下反应10～40分钟，然后先后用氢氧化钠溶液中和、用水清洗，直至pH值不显酸性，再在80℃～120℃烘干，即得表面经氧化预处理的纳米碳纤维，待用；

(3)、按重量配比称取干燥的二氧化硅和偶联剂，加入超声振荡发生器或转速不低于3000转/分钟的高速混合机中，于100℃～120℃温度下搅拌15～40分钟，得到表面改性后的二氧化硅，然后冷却至低于40℃出料，待用；