[发明专利]纳米碳纤维增强PC及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种纳米碳纤维增强PC及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯（PC）是一种综合性能优异的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击性能，耐蠕变和尺寸稳定性好，能在较高的温度范围内保持较高的力学强度，无毒，介电性能优良，是近年来增长迅速最快和产能规模最大的工程塑料。纳米碳纤维具有较高的强度和杨氏模量，较好的导电、导热及热稳定性以及极好的表面尺寸效应等，因而受到了人们极大的关注；纳米碳纤维的一个重要用途是改进力学性能，它可以达到连续碳纤维一样的增强效果，但价格仅相当于玻璃纤维。用纳米碳纤维增强PC材料，具备高强度、高弹性、高刚度和高异电性等优点，对提高PC材料力学性能和导电性能等方面具有巨大的潜力，而且其成本也低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳纤维增强PC及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纳米碳纤维增强PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂50%～90%、纳米碳纤维5%～25%、聚烯烃接枝物2%～10%、改性剂0.5%～3%、抗氧剂0.1%～1%、润滑剂0.1%～1.5%、扩链剂0.5%～2%。

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

所述的纳米碳纤维为直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维。

所述的聚烯烃接枝物为聚烯烃接枝马来酸酐、丙烯酸、丙烯酸酯类单体中一种，聚烯烃选自聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）中的一种。

所述的改性剂为顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚体。

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。

所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯（PETS）或乙撑双硬脂酰胺（EBS）。

所述的扩链剂为恶唑啉型扩链剂。

上述的纳米碳纤维增强PC的制备方法，包括以下步骤：

（1）将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，待用；

（2）按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，充分搅拌5～30分钟，出料；

（3）将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在240℃～260℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的纳米碳纤维增强PC。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明采用纳米碳纤维与PC树脂熔融共混，制得的纳米碳纤维增强PC具有高强度、高模量、高弹性、高刚度和良好导电、导热及热稳定性等优点，在汽车、电气、机械、体育用品、光学构件等行业具有非常广泛应用前景。

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：

一种纳米碳纤维增强PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂67%、直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维20%、聚乙烯（PE）接枝马来酸酐8%、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚体2%、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0.3%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）1.2%、恶唑啉型扩链剂1.5%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000-40000g/mol。

制备方法：（1）将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，待用；（2）按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，充分搅拌5～30分钟，出料；（3）将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在240℃～260℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的纳米碳纤维增强PC。

实施例2：

一种纳米碳纤维增强PC，其组分按质量百分数配比为：PC树脂82%、直径在50nm～200nm的气相生长纳米碳纤维5%、聚苯乙烯（PS）接枝马来酸酐10%、顺丁烯二酸酐-苯乙烯共聚体1%、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0.5%、季戊四醇硬脂酸酯（PETS）0.8%、恶唑啉型扩链剂0.7%。其中，所述的PC树脂为双酚A型芳香族聚碳酸酯，重均分子量为20000-40000g/mol。

制备方法：（1）将PC树脂在鼓风干燥机中于110℃～130℃温度下干燥3～4小时，待用；（2）按重量配比称取干燥的PC树脂和其它各组分，分别加入高速混合机中，充分搅拌5～30分钟，出料；（3）将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机中，在240℃～260℃下经熔融混炼挤出、冷却造粒，即得本发明的纳米碳纤维增强PC。