CN113801458A - 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113801458A
CN113801458A CN202111205963.1A CN202111205963A CN113801458A CN 113801458 A CN113801458 A CN 113801458A CN 202111205963 A CN202111205963 A CN 202111205963A CN 113801458 A CN113801458 A CN 113801458A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrophobic
composite material
section
resistant
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111205963.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113801458B (zh
Inventor
郑玉婴
郑新涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN202111205963.1A priority Critical patent/CN113801458B/zh
Publication of CN113801458A publication Critical patent/CN113801458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113801458B publication Critical patent/CN113801458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/221—Oxides; Hydroxides of metals of rare earth metal
    • C08K2003/2213—Oxides; Hydroxides of metals of rare earth metal of cerium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本发明公开了一种疏水耐磨PC/PET复合材料及其制备方法，属于高分子复合材料制备领域。所述疏水耐磨PC/PET复合材料是由PC 70份、PET 30份、疏水耐磨剂1‑10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份、POM‑g‑MAH 0.5份制成，其中，所述疏水耐磨剂为f‑CF@CeO2。本发明利用硝酸对CF进行表面氧化处理，增加了CF表面的粗糙度和活性官能团，提高了其表面活性，再通过水热合成反应将纳米CeO2生长在CF表面，通过微米尺度的CF和纳米CeO2粒子的协同作用，可在相当少的添加量下使制备出的复合材料具有优异疏水耐磨和力学性能，具有更广泛的应用前景。

Description

一种疏水耐磨PC/PET复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子复合材料制备领域，具体涉及一种疏水耐磨PC/PET复合材料及其制备方法。
背景技术
聚碳酸酯（PC）是应用广泛的五大工程塑料之一，其具备良好的力学性能，尤其是抗冲击强度优异，能够在较宽的温度范围内保持形状不变。PC是无定形的透明材料，具有良好的耐热性，热变形温度在135℃-145℃，通过在100℃以上长时间的热处理，可提高其弯曲强度、弹性模量等。从上世纪六十年代进入市场以来，PC广泛应用于电器、机械、电子、汽车、仪表、航空以及家庭生活领域。但是PC的缺点也很明显，如熔体粘度高，不易加工，内应力大使成品易发生应力开裂，不耐化学试剂，尤其是在碱性以及有机溶剂中易溶胀、开裂和降解。PC结构单元中主链上连有两个苯环，刚性较大不能弯曲，且苯环极性较大，分子间作用力强，聚合物分子链段运动困难，PC的Tg较高。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的分子链上有柔性的-CH2-CH2-链段、位阻较大的苯环结构和极性的酯基，苯环与酯基形成共扼体系，分子链旋转的时候收到的位阻更大，表现出较大的刚性，因此，PET具有较高的玻璃化转变温度（80℃）和较高的熔点（265℃），聚合物的耐热性强、突出的耐化学性、机械强度大和优良的电性能。
综合PC和 PET的优缺点，将PC和PET通过熔融共混挤出制备 PC/PET 的复合材料，所得材料可以有效提高PC的加工流动性、耐化学药品性、耐应力开裂性能以及改善其加工流动性，同时也可以解决PET单独使用时冲击强度和耐老化性差的问题。由于PET价格较低，制备PC/PET复合材料即能够大幅减少PC的成本价格，带来可观的经济效益，因此探索PC/PET复合材料颇具实际意义。但是PC/PET表面的耐磨性能较差，影响其在某些领域的应用，所以通过需添加一些耐磨助剂来扩展其应用领域。
将多种功能填料结合是制备耐磨复合材料的重要设计思路。由于纳米粒子具有独特的特性，相比传统微米级粒子，其具有高比表面积，只要相当少的添加量即可起到明显的增强效果，这对力学性能、加工性能和最终产品表面都是非常有益的，而且耐磨性也可以得到很大改善，在摩擦过程中，合适的纳米填料有助于在对偶面形成一层薄而均匀的转移膜，而且与对偶面具有良好的粘附力，从而对提高复合材料的耐磨性起到关键作用。
纳米CeO2是一种略带黄色的疏松粉末，无毒无臭，熔点2600℃。CeO2作为一种典型的轻稀土氧化物，是最广泛使用的功能材料之一，在很多领域具有广泛的应用，如发光材料、抛光剂、紫外吸收剂、汽车尾气净化催化剂、玻璃的化学脱色剂、耐辐射玻璃、电子陶瓷、塑料等。纳米CeO2本身具有本征疏水特性（吸附小分子有机物而体现出疏水性）和较高模量以及较好的耐磨性能，能在提供疏水性能的同时，保证材料的耐磨性能，使材料获得良好的疏水耐磨性能，具有较好的应用前景。
碳纤维（CF）是一种含碳量高于90%的无机高分子材料，具有许多优异的性能，例如高拉伸强度、高抗压强度、高弹性模量、高导电性、高导热性、低热膨胀系数，因此被广泛地应用于航空航天、体育用品等领域中。另外，碳纤维的密度小于钢，具有更高的比强度，可被制成具有良好结构性能的各种形状产品，因此被称为新材料之王。由于碳纤维的含碳量极高，所以除了强氧化剂，其对一般的酸、碱溶液都展现出优异的耐腐蚀性。此外，碳纤维还具有先天性的低表面能、极高的强度，与树脂复合后对基体的增强作用，因此展现出优异的疏水性和耐磨性。
CF与纳米粒子杂化混合并应用于热塑性塑料是一种新方法，以六水合硝酸铈为铈源，通过水热合成法在碳纤维基底上生长纳米CeO2，通过CF与纳米CeO2粒子的复合可以显著提高复合材料的力学性能和疏水耐磨性能。同时，在聚合物加工过程中，熔体受到更高的剪切力，有助于其中纳米粒子的分散。通过微米尺度的CF和纳米CeO2粒子的协同作用，能制备出具有优异疏水耐磨性能和力学性能的复合材料，具有更广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种疏水耐磨PC/PET复合材料及其制备方法。本发明配方科学合理，工艺流程简单实用，生产出的PC/PET复合材料具有优异的疏水、耐磨性能，可以产生巨大的社会经济效益。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其所用原料按重量份计为：PC 70份、PET 30份、疏水耐磨剂1-10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份，POM-g-MAH 0.5份；其中，所述疏水耐磨剂为f-CF@CeO2。
所述疏水耐磨剂的制备方法包括以下步骤：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后，用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤、烘干、研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将步骤（1）得到的f-CF分散于去离子水中，超声30min，得10mg/mL的f-CF分散液；将一定量的六水合硝酸铈（Ce(NO3)3·6H2O）于去离子水中搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，搅拌30min之后将其倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中进行水热反应，反应结束后经洗涤、抽滤、冻干得到f-CF@CeO2粉末。
进一步地，步骤（1）中所述烘干的温度为60℃、时间为24h。步骤（2）混合过程中所用f-CF分散液与硝酸铈碱溶液的用量按f-CF与六水合硝酸铈的质量比为1:2进行换算；水热反应的温度为180℃、时间为12h。
所述疏水耐磨PC/PET复合材料的制备方法包括以下步骤：
（a）将疏水耐磨剂与邻苯二甲酸二辛脂在高速混合机中混合均匀，再加入PC、PET、POM-g-MAH混合均匀，放置于烘箱中干燥；
（b）将烘干后的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；
（c）将所得混合母粒在烘箱中干燥，用注塑机注塑成型，得到所述疏水耐磨PC/PET复合材料。
进一步地，步骤（a）中所用高速混合机的转速为300 r/min，所述干燥的温度为100℃、时间为6 h。步骤（b）所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min。步骤（c）中所述干燥的温度为100℃、时间为10 h；注塑时，从进料口到出料口，各段温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa。
本发明的有益效果在于：
（1）CF与纳米粒子杂化混合是一种新方法，本发明利用硝酸对CF进行表面氧化处理，增加了CF表面的粗糙度和活性官能团，提高了其表面活性，再通过水热合成反应将纳米CeO2生长在CF表面，所得疏水耐磨剂相比传统微米级粒子具有更高的比表面积（参见表1），其少量添加即可显著提高复合材料的力学性能和疏水耐磨性能。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（2）在摩擦过程中，合适的纳米填料有助于在对偶面形成一层薄而均匀的转移膜，而且与对偶面具有良好的粘附力，从而对提高复合材料的耐磨性起到关键作用。本发明在利用微米尺度的CF和纳米CeO2粒子协同作用的基础上，通过在聚合物的加工过程中，使熔体受到更高的剪切力，以助于其中纳米粒子的分散，从而制备出具有优异疏水耐磨性能和力学性能的复合材料，其具有更广泛的应用前景。
（3）本发明制备的疏水耐磨PC/PET复合材料配方科学合理，工艺流程简单实用。
附图说明
图1为未氧化的CF（A）和实施例5制备的f-CF（B）A的SEM对比图。
图2为对比例3制备的纳米CeO2（A）和实施例5制备的f-CF@CeO2（B）的SEM对比图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂f-CF@CeO2的制备：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将0.5 g步骤（1）得到的f-CF分散于50 ml去离子水中，超声30min，得10 mg/mL的f-CF分散液；将1 g的Ce(NO3)3·6H2O溶于50 ml的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，继续搅拌30min之后倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到f-CF@CeO2粉末；
2）将70重量份PC、30重量份PET、2重量份f-CF@CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到疏水耐磨PC/PET复合材料。
实施例2
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂f-CF@CeO2的制备：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将0.5 g步骤（1）得到的f-CF分散于50 ml去离子水中，超声30min，得10 mg/mL的f-CF分散液；将1 g的Ce(NO3)3·6H2O溶于50 ml的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，继续搅拌30min之后倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到f-CF@CeO2粉末；
2）将70重量份PC、30重量份PET、4重量份f-CF@CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到疏水耐磨PC/PET复合材料。
实施例3
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂f-CF@CeO2的制备：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将0.5 g步骤（1）得到的f-CF分散于50 ml去离子水中，超声30min，得10 mg/mL的f-CF分散液；将1 g的Ce(NO3)3·6H2O溶于50 ml的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，继续搅拌30min之后倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到f-CF@CeO2粉末；
2）将70重量份PC、30重量份PET、6重量份f-CF@CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到疏水耐磨PC/PET复合材料。
实施例4
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂f-CF@CeO2的制备：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将0.5 g步骤（1）得到的f-CF分散于50 ml去离子水中，超声30min，得10 mg/mL的f-CF分散液；将1 g的Ce(NO3)3·6H2O溶于50 ml的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，继续搅拌30min之后倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到f-CF@CeO2粉末；
2）将70重量份PC、30重量份PET、8重量份f-CF@CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到疏水耐磨PC/PET复合材料。
实施例5
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂f-CF@CeO2的制备：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将0.5 g步骤（1）得到的f-CF分散于50 ml去离子水中，超声30min，得10 mg/mL的f-CF分散液；将1 g的Ce(NO3)3·6H2O溶于50 ml的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，继续搅拌30min之后倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到f-CF@CeO2粉末；
2）将70重量份PC、30重量份PET、10重量份f-CF@CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到疏水耐磨PC/PET复合材料。
对比例1
一种PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）将70重量份PC、30重量份PET、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
2）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
3）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到PC/PET复合材料。
对比例2
一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
2）将70重量份PC、30重量份PET、10重量份f-CF、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到PC/PET复合材料。
对比例3
一种PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）疏水耐磨剂CeO2的制备：
称量一定质量的Ce(NO3)3·6H2O溶于一定量的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；之后将其加入反应釜内衬，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到粉末CeO2；
2）将70重量份PC、30重量份PET、10重量份CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
3）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
4）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到PC/PET复合材料。
对比例4
一种PC/PET复合材料，其具体制备步骤如下：
1）f-CF的制备：称取一定质量的CF加入到8 mol/L的硝酸溶液中，得10 mg/mL的CF分散液（用保鲜膜密封住分散液，防止硝酸挥发），在60℃恒温水浴条件下不断搅拌反应4h后用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤，60℃真空干燥24h后研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，即为f-CF；
2）CeO2的制备：
称量一定质量的Ce(NO3)3·6H2O溶于一定量的去离子水，搅拌30min使其充分溶解，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节pH值为10-11，得20mg/mL的硝酸铈碱溶液；之后将其加入反应釜内衬，于180℃水热合成反应12h，最后，将得到的溶液洗涤、抽滤、冻干，得到粉末CeO2；
3）将70重量份PC、30重量份PET、5重量份f-CF、5重量份CeO2、0.5重量份邻苯二甲酸二辛脂、0.5重量份POM-g-MAH在高速混合机中，以300 r/min的转速混合均匀，然后放置于100℃烘箱中干燥6h；
4）将烘干的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；所用双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第啊五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min；
5）将所得混合母粒在100℃烘箱中干燥10 h后用注塑机注塑成型，注塑机从进料口到出料口的温度分别为第一段温度：285℃、第二段温度：280℃、第三段温度：280℃、第四段温度 ：275℃、第五段温度：270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa，得到PC/PET复合材料。
性能测试
按表2标准对所得复合材料进行性能测试，结果见表3。
表2 性能测试指标及其标准
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 性能测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
由表3结果可见，随着疏水耐磨剂f-CF@CeO2用量的增加，复合材料的力学性能得到明显提升；结合对比例3的数据说明，f-CF的使用有利于增加复合材料的力学性能。同时，CeO2的使用对复合材料的力学性能影响较大，这是因为CeO2纳米颗粒为惰性填料，加入到PC/PET复合材料中会形成大量的弱界面，含量越多力学性能越小，但由于本身碳纤维模量会大于CeO2颗粒的模量，且CeO2在水热过程中没有全部包覆在碳纤维表面，离心过程会损失一些，所以添加f-CF@CeO2后复合材料的力学性能总体呈上升趋势，且还可以看出，材料接触角随着疏水耐磨剂用量的增加而增大，从亲水性变成疏水性，磨耗量逐渐减小，说明复合材料的疏水耐磨性能慢慢增强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1. 一种疏水耐磨PC/PET复合材料，其特征在于：所用原料按重量份计为：PC 70份、PET30份、疏水耐磨剂1-10份、邻苯二甲酸二辛脂0.5份，POM-g-MAH 0.5份；
其中，所述疏水耐磨剂为f-CF@CeO2。
2.根据权利要求1所述的疏水耐磨PC/PET复合材料，其特征在于：所述疏水耐磨剂的制备方法包括以下步骤：
（1）CF的氧化处理：称取一定质量的CF加入到硝酸溶液中得CF分散液，在一定温度下不断搅拌反应一段时间后，用去离子水洗涤至中性，然后进行抽滤、烘干、研磨，得到硝酸氧化的CF粉末，记为f-CF；
（2）f-CF@CeO2的制备：将步骤（1）得到的f-CF分散于去离子水中，超声30min，得f-CF分散液；将一定量的六水合硝酸铈于去离子水中搅拌30min使其充分溶解，并用NaOH溶液调节其pH值为10-11，得硝酸铈碱溶液；然后将f-CF分散液缓慢加入到硝酸铈碱溶液中，搅拌30min之后将其倒入聚四氟乙烯内衬，并装进反应釜中进行水热反应，反应结束后经洗涤、抽滤、冻干得到f-CF@CeO2粉末。
3. 根据权利要求2所述的疏水耐磨PC/PET复合材料，其特征在于：步骤（1）中所用硝酸溶液的浓度为8 mol/L，所得CF分散液的浓度为10 mg/mL，搅拌反应的温度为60℃、时间为4h。
4. 根据权利要求2所述的疏水耐磨PC/PET复合材料，其特征在于：步骤（2）中f-CF分散液的浓度为10 mg/mL；所用NaOH溶液的浓度为0.1mol/L，硝酸铈碱溶液的浓度为20 mg/mL；混合过程中所用f-CF分散液与硝酸铈碱溶液的用量按f-CF与六水合硝酸铈的质量比为1:2进行换算；水热反应的温度为180℃、时间为12h。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的疏水耐磨PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（a）将疏水耐磨剂与邻苯二甲酸二辛脂在高速混合机中混合均匀，再加入PC、PET、POM-g-MAH混合均匀，放置于烘箱中干燥；
（b）将烘干后的物料加入到双螺杆挤出机中，通过挤出造粒得到混合母粒；
（c）将所得混合母粒在烘箱中干燥，用注塑机注塑成型，得到所述疏水耐磨PC/PET复合材料。
6. 根据权利要求5所述的疏水耐磨PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（a）中所用高速混合机的转速为300 r/min，所述干燥的温度为100℃、时间为6 h。
7. 根据权利要求5所述的疏水耐磨PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（b）所述双螺杆挤出机的第一段温度为270℃、第二段温度为265℃、第三段温度为260℃、第四段温度为255℃、第五段温度为250℃；螺杆的转速为10 r/min。
8. 根据权利要求5所述的疏水耐磨PC/PET复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（c）中所述干燥的温度为100℃、时间为10 h；注塑时，从进料口到出料口，各段温度分别为第一段285℃、第二段280℃、第三段280℃、第四段275℃、第五段270℃，注塑压力为125MPa，保压压力为50MPa。
CN202111205963.1A 2021-10-16 2021-10-16 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法 Active CN113801458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111205963.1A CN113801458B (zh) 2021-10-16 2021-10-16 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111205963.1A CN113801458B (zh) 2021-10-16 2021-10-16 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113801458A true CN113801458A (zh) 2021-12-17
CN113801458B CN113801458B (zh) 2022-07-22

Family

ID=78897839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111205963.1A Active CN113801458B (zh) 2021-10-16 2021-10-16 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113801458B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09217177A (ja) * 1996-02-15 1997-08-19 Tomoe Seisakusho:Kk 無機フィラー強化金属複合皮膜形成材料
WO2010116920A1 (ja) * 2009-04-09 2010-10-14 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート複合樹脂組成物及び成形品
CN107083042A (zh) * 2017-06-09 2017-08-22 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料及其制备方法
CN109133038A (zh) * 2018-08-20 2019-01-04 安徽理工大学 一种多壁碳纳米管/二氧化铈纳米复合吸波材料的制备方法
CN111269548A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 深圳远致富海智能产业有限公司 一种耐热耐低温的耐磨组合物及其制备方法
CN111393823A (zh) * 2020-04-22 2020-07-10 福州大学 一种具有优良力学性能的Gn-PET/PC合金及其制备方法
CN112625774A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 陕西科技大学 一种石墨烯负载氧化铈纳米颗粒复合材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09217177A (ja) * 1996-02-15 1997-08-19 Tomoe Seisakusho:Kk 無機フィラー強化金属複合皮膜形成材料
WO2010116920A1 (ja) * 2009-04-09 2010-10-14 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート複合樹脂組成物及び成形品
CN107083042A (zh) * 2017-06-09 2017-08-22 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种环保高效阻燃聚碳酸酯/pet复合材料及其制备方法
CN109133038A (zh) * 2018-08-20 2019-01-04 安徽理工大学 一种多壁碳纳米管/二氧化铈纳米复合吸波材料的制备方法
CN111269548A (zh) * 2020-03-26 2020-06-12 深圳远致富海智能产业有限公司 一种耐热耐低温的耐磨组合物及其制备方法
CN111393823A (zh) * 2020-04-22 2020-07-10 福州大学 一种具有优良力学性能的Gn-PET/PC合金及其制备方法
CN112625774A (zh) * 2020-12-02 2021-04-09 陕西科技大学 一种石墨烯负载氧化铈纳米颗粒复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113801458B (zh) 2022-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101020775A (zh) 高强高韧聚丙烯改性材料
CN1740207A (zh) 一种环氧树脂增韧固化剂
CN113801457B (zh) 一种高效抗菌聚碳酸酯复合材料及其制备方法
CN112980182A (zh) COFs/尼龙6复合材料及其制备方法
WO2022205791A1 (zh) 一种石墨烯改性pet薄膜材料以及制备方法
CN110483744A (zh) 一种聚双环戊二烯复合材料及其反应注射成型工艺
CN114410059A (zh) 一种高增强聚甲醛及其制备方法
CN113801458B (zh) 一种疏水耐磨pc/pet复合材料及其制备方法
CN112280277A (zh) 一种改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺
CN114369352B (zh) 一种高韧导热pc复合材料及其制备方法
Hao et al. The addition of GO-SiO2 to synthesis polyethylene terephthalate composite with enhanced crystalline and mechanical properties
CN112457647A (zh) 一种氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺
CN102101937B (zh) 一种超韧聚对苯二甲酸丁二醇酯纳米复合材料及其制备方法
CN104974511A (zh) 一种硅藻土/尼龙-6复合材料及其制备方法
CN113416383A (zh) 柔性线型高分子及无机纳米颗粒复合改性的氧化石墨烯-环氧树脂复合材料及其制备方法
CN111732760B (zh) 一种纳米纤维素基光固化3d打印导电材料的制备
CN116478523B (zh) 一种纳米杂化粒子增强聚碳酸酯的制备工艺
CN112094479B (zh) 一种耐磨聚醚醚酮复合材料及其制备方法与应用
CN115651299B (zh) 一种高韧抗菌pe复合材料及其制备方法
CN117866387B (zh) 一种高抗压性聚双环戊二烯基盖板及其制备方法
CN103224687A (zh) 一种用于制造泵叶轮的环氧呋喃碳纤维材料及其制造的泵叶轮
CN115466482B (zh) 一种高温下力学性能优异的轻质型复合材料及其制备方法
CN115725130B (zh) 一种抗菌增韧pe复合材料及其制备方法
CN115521592B (zh) 一种高效抗菌聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法
CN112500680B (zh) 一种耐盐雾腐蚀的石墨烯3d打印材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant