高强度合金材料制造技术

本发明专利技术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％。本发明专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本发明专利技术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。

High strength alloy material

The invention discloses a high strength and high stiffness PC/PET alloy. The composition of the alloy is based on the mass percentage ratio: PC 50% ~ 70%, PET 10% ~ 30%, nano carbon fiber 5% ~ 15%, silica 2% to 8%, compatibilizer 2% to 5%, coupling agent 0.2% 1%, antioxidant 0.1% ~ 0.5%, dispersant and dispersant. The beneficial effect of the invention is that, compared with the existing technology, the invention has the advantages of high specific strength, high specific modulus, high conducting and conducting heat and heat conduction, with the advantages of high specific strength, high specific modulus, high conductivity and heat conduction, and the addition of compatibilizer to the compatibilness of both PC and PET, and also to improve the synthesis of the PC/PET alloy, as compared with the existing technology. The addition of silicon dioxide further improves the strength, hardness and heat resistance of the alloy system.

【技术实现步骤摘要】
高强度合金材料
本专利技术涉及高分子材料
，具体地说是一种高强度高刚度PC/PET合金。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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：PC50％～70％、PET10％～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；(4)、按重量配比称取干燥的PC和PET，加入高速混合机中，搅拌2～5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2)得到的表面经氧化预处理的纳米碳纤维和步骤(3)得到的表面改性后的二氧化硅，同时加入按重量配比称取的相容剂、抗氧剂和分散剂，继续搅拌10～30分钟，使充分混合均匀后出料；(5)、将步骤(4)的混合料加入双螺杆挤出机中，在235℃～270℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得成品。本专利技术的有益效果是，与现有技术相比，本专利技术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。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1：一种高强度高刚度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC55％、PET30％、纳米碳纤维10％、二氧化硅2％、苯乙烯接枝马来酸酐共聚物(SMA)2％、铝钛复合偶联剂0.2％、抗氧剂0.2％、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)0.6％。其中，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；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。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，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铝钛复合偶联剂，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；(4)、按重量配比称取干燥的PC和PET，加入高速混合机中，搅拌2～5分钟，然后加入按重量配比称取步骤(2)得到的表面经氧化预处理的纳米碳纤维和步骤(3)得到的表面改性后的二氧化硅，同时加入按重量配比称取的苯乙烯接枝马来酸酐共聚物(SMA)、抗氧剂和季戊四醇硬脂酸酯(PETS)，继续搅拌10～30分钟，使充分混合均匀后出料；(5)、将步骤(4)的混合料加入双螺杆挤出机中，在235℃～270℃下经塑化混合挤出、冷却造粒，即得成品。实施例2：一种高强度高刚度PC/PET合金，其组分按质量百分数配比为：PC50％、PET24％、纳米碳纤维15％、二氧化硅5％、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)4％、铝钛复合偶联剂0.5％、抗氧剂0.5％、季戊四醇硬脂酸酯(PETS)1％。其中，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；所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1076与亚磷酸酯类抗氧剂168按质量1：1比例的复配物。制备方法：(1)、将PC在鼓风干燥机中于110本文档来自技高网...

【技术保护点】
高强度合金材料，其特征在于，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％。

【技术特征摘要】
1.高强度合金材料，其特征在于，其组分按质量百分数配比为：PC50％～70％、PET10％～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％。2.根据权利要求1所述的高强度合金材料，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的一种高强度高刚度PC/PET合金的制备方法，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁磊，
申请(专利权)人：青岛绿谷生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37