[发明专利]含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料、基材及应用

说明书

本发明公开了一种含有碳纤维的聚碳酸酯基超薄阻燃热塑性复合材料，该复合材料为多层结构，经热压复合制备，包括碳纤维层、聚碳酸酯/无机填料层和/或聚碳酸酯/玻纤层。其中，按照重量百分比计，聚碳酸酯/无机填料层包含以下组分：50‑70％的聚碳酸酯；10‑30％的聚碳酸酯‑聚硅氧烷共聚物；0.5‑5％的聚酚氧树脂；10‑20％的无机填料；5‑15％的阻燃剂；0.5‑5％其它添加剂。本发明通过热压复合和层间结构的设计制得的复合片材与不含碳纤维的普通塑料片材相比，在相同的模量水平时具有明显的重量优势，并且层间粘结性好，可以充分满足轻质、承重和超薄阻燃的要求。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料、基材及应用。

背景技术

碳纤维的巨大优势如重量轻、高强度、耐腐蚀是其他材质无法比肩的，但碳纤维因其加工工艺繁杂、使用的碳丝等原材料成本较高等原因，需投入的技术及人工成本一直居高不下，因此价格也较昂贵。碳纤维增强高分子材料，尤其是连续碳纤维增强高分子，具备质量轻，高比强度和比模量，耐疲劳强度高，耐腐蚀，热性能优异等显著特点。迄今为止，国内正在应用的碳纤维增强复合材料还是以环氧树脂为基体的热固性复合材料为主，然而，由于基体树脂本身所具有的缺陷，直接影响到这类碳纤维增强热固性复合材料在高温湿态环境中的力学性能表现，在满足高端应用需求时存在障碍。

与热固性碳纤维复合材料相比，热塑性碳纤维复合材料具有以下的应用优势：成型加工周期比较短且不需要大型专用设备，韧性较高、损伤容限大、介电常数比较好、维修方便、成本低等优点，尤其是它所具有的良好的可循环性、可回收、可重复利用和不污染环境等特性很好地适应了当今世界对材料产业所提出的环保要求。

在热塑性复合材料中，具有基于热塑性材料基质的含纤维的多层复合材料可以通过层结构的灵活设计，每层材料体现其自身的材料性能，使得整个复合材料体系体现出一个最优化的产品综合性能，并兼顾成本与性能表现的平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料。

本发明提供了一种上述含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料的基材。

本发明还提供了一种上述含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料的应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，主要由如下重量百分比的组分制成：

作为优选，所述聚碳酸酯的重量百分比为40-60％；更进一步优选为40-55％。

作为优选，所述聚碳酸酯-聚硅氧烷共聚物的重量百分比为15-30％；更进一步优选为15-25％。

作为优选，所述聚酚氧树脂的重量百分比为1-5％；进一步优选为1-3％。更进一步优选为2-3％。

作为优选，所述阻燃剂的重量百分比为10-15％。

本发明中，所述的聚碳酸酯包含具有重复结构碳酸酯单元的均聚碳酸酯，可以为脂肪族聚碳酸酯，脂环族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯中一种或两种的混合物。本发明中，适宜的聚碳酸酯可以通过例如界面聚合和熔体聚合等方法制备。在一种特定的实施方式中，聚碳酸酯是源自双酚A的线性均聚物，即含有双酚A结构的聚碳酸酯。聚碳酸酯通过凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为约18000至约35000。

作为优选，所述聚碳酸酯的熔融指数在300℃、1.2Kg下测定为4-20g/10min。