CN106800763A - 一种pc基聚丙烯腈碳晶材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种PC基聚丙烯腈碳晶材料及其制备方法，涉及一种PC碳晶材料及其制备方法，本发明石墨碳晶板的原料选用PC粒料、有机锡稳定剂、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、聚乙烯蜡、聚丙烯腈碳晶。碳晶聚丙烯腈碳纤维在高速粉碎机粉碎，所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时；用高速混合机分别加入碳晶、PC树脂、增塑剂、稳定剂，最后加入润滑剂，挤出，造粒，注射成型。本发明制备的PC基聚丙烯腈碳晶材料，打破传统的PC的应用领域，赋予PC材料导电导热性能，大幅度扩大了PC材料的使用范围，可使其应用在自加热的PC薄膜等领域。

Description

一种PC基聚丙烯腈碳晶材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PC碳晶材料及其制备方法，特别是涉及一种PC基聚丙烯腈碳晶材料及其制备方法。

背景技术

碳晶电热产品还具有多项长处，发热温度可控，浪费少；定时制热，能快速升温；可操作性强，使用电能等清洁能源，无污染。由于碳晶具有节能、环保、安全、等众多优点，碳晶技术应用前景十分广泛，采暖可以取代高能耗、高污染、高浪费的传统取暖方式，在军事、航空航天航海、极寒地区的机场化雪、屋顶化雪、野外保温取暖等领域均有极广的应用前景。

但是由于碳晶是一个新生事物，大众和政府都有个认识和了解阶段，市场推广也还是少数几家企业的单打独斗，而且碳晶的价格也普遍较高，因此短时间内还无法大规模推广，但其发展前景被极为看好。

因此制备一种适合推广的碳晶材料非常重要，公开号为CN 105256589 A的发明专利申请，其公开了一种柔性石墨碳晶板的制备方法。所述柔性石墨碳晶板用石墨作为基材，经过球磨、研磨，得到直径在9-20μm，长度在100-500μm 之间的短切纤维，再将短切纤维进行粉碎，最终得到尺寸在100-1000nm 的碳晶，将碳晶颗粒均匀分散在高导热尼龙布上，固化成板，最后在碳晶板表面涂覆氧化铝硅橡胶绝缘层。此方法在传统的硬质碳晶板基础上采用尼龙布覆的方法，使得碳晶板硬度大大降低，使用更加方便，装饰美观，又使用氧化铝硅橡胶作为绝缘层，进一步提升了导热性。但是步骤将碳晶颗粒均匀分散在高导热尼龙布上太难实现，因此此碳晶材料制备方法可行性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PC基聚丙烯腈碳晶材料及其制备方法，本发明在满足PC材料的基础上添加碳晶，使之成为可导电发热的PC材料，赋予普通PC薄膜自加热性能，可应用在北方寒冷地区保温大棚上。本发明制备工艺合理，理论可行，易于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种PC/聚丙烯腈碳晶材料，所述材料由PC粒料、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、聚丙烯腈碳晶组份制成：

PC粒料 100份；

热稳定剂 3-4份;

增塑剂 2-3份；

润滑剂 0.5-1份；

聚丙烯腈碳晶 30-60份。

所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，热稳定剂为复合铅稳定剂、有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、水杨酸酯类、、三噙系紫外线吸收剂中的一种或几种。

所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）、葵二酸二辛脂（DOS）中的一种或几种。

所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种。

一种PC基聚丙烯腈碳晶材料制备方法，所述方法包括以下步骤：

（1）碳晶的制备：聚丙烯腈碳纤维在高速粉碎机粉碎，然后用球磨机研磨，所得粉末经多级振筛机筛分出1500目以上的细料粒；

（2）预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时；

（3）混合加工：用高速混合机分别加入碳晶、PC树脂、增塑剂、稳定剂，最后加入润滑剂，挤出，造粒，注射成型。

本发明的优点与效果是：

1.本发明提供一种含有聚丙烯腈碳晶的PC材料，在满足PC材料的基础上添加碳晶，使之成为可导电发热的PC材料，赋予普通PC薄膜自加热性能。可应用在北方寒冷地区保温大棚上。

2.本发明提供其制备方法，工艺合理，理论可行，易于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

以下实例中未做特别说明的百分数，均指质量分数。

实施例 1

预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时。将干燥后的碳晶取30份在高速混合机中温度升高到45℃时加入偶联剂KH-550 2份并搅拌均匀，再加入PC树脂100份、有机锡稳定剂4份、邻苯二甲酸二丁酯2份，最后加入聚乙烯蜡1份。

将混合好的预混料加入挤出机中挤出，造粒，注塑机注塑。测试样品。

实施例 2

预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时。将干燥后的碳晶取40份在高速混合机中温度升高到45℃时加入偶联剂KH-550 2份并搅拌均匀，再加入PC树脂100份、有机锡稳定剂4份、邻苯二甲酸二丁酯2份，最后加入聚乙烯蜡1份。

将混合好的预混料加入挤出机中挤出，造粒，注塑机注塑。测试样品。

实施例 3

预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时。将干燥后的碳晶取50份在高速混合机中温度升高到45℃时加入偶联剂KH-550 2份并搅拌均匀，再加入PC树脂100份、有机锡稳定剂4份、邻苯二甲酸二丁酯2份，最后加入聚乙烯蜡1份。

将混合好的预混料加入挤出机中挤出，造粒，注塑机注塑。测试样品。

实施例 4

预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时。将干燥后的碳晶取60份在高速混合机中温度升高到45℃时加入偶联剂KH-550 2份并搅拌均匀，再加入PC树脂100份、有机锡稳定剂4份、邻苯二甲酸二丁酯2份，最后加入聚乙烯蜡1份。

将混合好的预混料加入挤出机中挤出，造粒，注塑机注塑。测试样品。

实施例 5

预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时。将干燥后的碳晶取70份在高速混合机中温度升高到45℃时加入偶联剂KH-550 2份并搅拌均匀，再加入PC树脂100份、有机锡稳定剂4份、邻苯二甲酸二丁酯2份，最后加入聚乙烯蜡1份。

将混合好的预混料加入挤出机中挤出，造粒，注塑机注塑。测试样品。

本发明实施例1-4制备得到的产品的性能测试结果如下表：

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						冲击强度（MPa）	37.2	33.9	25.1	21.8	20.5
拉伸强度(MPa)	46.2	42.5	37.6	30.4	24.8
						电热转换率	27%	35%	95%	97%	97%

由上表可见，随着碳晶加入的含量增加使PC碳晶材料的力学性能下降，但不影响其实际使用。我们赋予了PC材料拥有通电自热性能，可应用在自加热薄膜等PC应用领域。

以上通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种PC/聚丙烯腈碳晶材料，其特征在于：所述材料由PC粒料、热稳定剂、增塑剂、润滑剂、聚丙烯腈碳晶组份制成：

PC粒料 100份；

热稳定剂 3-4份;

增塑剂 2-3份；

润滑剂 0.5-1份；

聚丙烯腈碳晶 30-60份。

2.根据权利要求1所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，其特征在于：热稳定剂为复合铅稳定剂、有机锡稳定剂、钙锌稳定剂、水杨酸酯类、、三噙系紫外线吸收剂中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，其特征在于：增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二异辛酯（DIOP）、葵二酸二辛脂（DOS）中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种PC基聚丙烯腈碳晶材料，其特征在于：润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、石蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种。

5.一种PC基聚丙烯腈碳晶材料制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）碳晶的制备：聚丙烯腈碳纤维在高速粉碎机粉碎，然后用球磨机研磨，所得粉末经多级振筛机筛分出1500目以上的细料粒；

（2）预处理：所得细颗粒用其质量分数1%的硅烷偶联剂加入高速混合机中搅拌10分钟，放入80摄氏度烘箱烘干 3小时；

（3）混合加工：用高速混合机分别加入碳晶、PC树脂、增塑剂、稳定剂，最后加入润滑剂，挤出，造粒，注射成型。