含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料、基材及应用制造技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
含有碳纤维的超薄阻燃热塑性复合材料、基材及应用


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]本专利技术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。/>[0006]本专利技术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。
[0007]本专利技术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。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]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：
[0010][0011]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％。
[0012]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％。
[0013]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％。
[0014]作为优选，所述阻燃剂的重量百分比为10
‑
15％。
[0015]本专利技术中，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。本专利技术中，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。
[0016]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。
[0017]作为进一步优选，所述聚碳酸酯可以选择两种聚碳酸酯的复配物；比如作为一种实施方案，所述聚碳酸酯为聚碳酸酯I和聚碳酸酯II的混合物；其中聚碳酸酯I在300℃、1.2Kg条件下的MFR分别为5
‑
9g/min；聚碳酸酯II在300℃、1.2Kg条件下的MFR分别为9
‑
15g/min。
[0018]本专利技术中，所述聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物中包含1
‑
50重量百分比(1
‑
50wt％)的硅氧烷单元。进一步的，所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物可以包含50
‑
99重量百分比的碳酸酯单元和1至50重量百分比的硅氧烷单元。在该范围内，聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物可以包含65
‑
99重量百分比的碳酸酯单元和1
‑
35重量百分比的硅氧烷单元。更具体地，包含70
‑
98重量百分比的碳酸酯单元和2
‑
30重量百分比的硅氧烷单元，更具体地，包含5至30重量百分比的硅氧烷单元，更进一步包含10
‑
30重量百分比的硅氧烷单元。
[0019]作为优选，所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物中聚碳酸酯单元为双酚A结构的聚碳酸酯单元结构。
[0020]所述的聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物重均分子量为20000
‑
40000。
[0021]本专利技术中，所述聚酚氧树脂含有包含下述通式所示的重复单元：
[0022][0023]其中，R1和R2可以各自独立的选自H、卤素、C1
‑
C12烷基基团或其组合。例如，R1和R2可以各自独立的选自H、C1
‑
C3烷基基团，特别是甲基，与每个亚芳基基团上的羟基(与苯环相连的
‑
O
‑
)基团邻位排列。作为具体的优选方案，R1和R2为H。p和q各自独立地是0至4的整数。X可以是连接两个羟基取代的芳香族基团的桥连基，其中桥连基和每个C6亚芳基基团的羟基取代基彼此以邻位、间位或对位排列在C6亚芳基基团上。X可以为亚甲基或者烷基(比如甲基)取代亚甲基(
‑
CH(CH3)2‑
)。另外，n是1至12的整数，m是100至300的整数。
[0024]本专利技术中，所述聚酚氧树脂为双酚A型聚酚氧树脂，即所述聚酚氧树脂具有双酚A结构。
[0025]本专利技术中，所述无机填料包括高岭土，滑石粉，硅灰石，硅土，云母中的一种或几种。作为优选，所用无机填料为高岭土、滑石粉和硅灰石，其平均粒径为0.5
‑
2.5微米。
[0026]本专利技术中，所述的阻燃剂包含低聚物有机磷阻燃剂，包括例如双酚A二(磷酸二苯
酯)(BPADP)。进一步，阻燃剂选自芳族多磷酸盐低聚物、苯氧基磷腈低聚物、三聚氰胺多磷酸盐低聚物和金属次膦酸盐低聚物，或其组合。更进一步，所述阻燃剂选自低聚磷酸酯、聚合磷酸酯、低聚膦酸酯、或混合的磷酸酯/膦酸酯阻燃剂组合物。作为优选，所述阻燃剂包含低聚物有机磷阻燃剂和苯氧基磷腈低聚物(比如优选为六苯氧基环三磷腈)，或其组合。
[0027]本专利技术中，所述其它添加剂包括抗氧化剂，脱模剂，光稳定剂，着色剂中一种或多种上述添加剂的组合。在各种实施方式中，抗氧化剂包含主要的抗氧化剂和次要的抗氧化剂。在进一步的实施方式中，抗氧化剂是以约0.05wt％至约0.25wt％的量存在于体系中。本专利技术中适合的脱模剂可以包含金属硬脂酸盐，聚乙烯蜡，有机硅等或包含上述脱模剂中至少一种的组合。
[0028]本专利技术还提供了一种含有碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，其特征在于，主要由如下重量百分比的组份制备得到：40
‑
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％的其它添加剂。2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数在300℃、1.2Kg下测定为4
‑
20g/10min。3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，其特征在于，所述聚碳酸酯
‑
聚硅氧烷共聚物中包含1
‑
50重量百分比的硅氧烷单元。4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，其特征在于，所述聚酚氧树脂为双酚A型聚酚氧树脂。5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯/无机填料复合基材材料，其特征在于，所述无机填料包括高岭土，滑石粉，硅灰石，硅土，云母中的一种或几种。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莹，吴彤，
申请(专利权)人：无锡赢同新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：