[發(fā)明專利]一種尼龍-碳纖維復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610128261.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105778494A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州珍展科技材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/06
• 分類號(hào): C08L77/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/02;C08K7/06;C08K7/08
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種碳纖維復(fù)合材料，特別是涉及一種用于自行車配件的尼龍-碳纖維復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

碳纖維是由碳質(zhì)先驅(qū)體紡絲、交聯(lián)、碳化而成的高性能纖維，具有較高的強(qiáng)度、彈性模量，優(yōu)異的耐熱、阻尼、減震等特性，同時(shí)還具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能，可編制成型，是復(fù)合材料的重要組成，在航天、飛行器、汽車、自行車等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料中的樹(shù)脂分為熱固性和熱塑性兩類，前者包括環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺、熱固性聚酰亞胺等，后者則包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龍等，其中尼龍是聚酰胺的俗稱，英文名稱PolyamideP，它是大分子主鏈重復(fù)單元中含有酰胺基團(tuán)的高聚物的總稱，可由內(nèi)酸胺開(kāi)環(huán)聚合制得，也可由二元胺與二元酸縮聚等得到。尼龍具有良好的綜合性能，包括力學(xué)性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學(xué)藥品性和自潤(rùn)滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工。

例如，公開(kāi)號(hào)為CN102746657B、公開(kāi)日為2013.11.20、申請(qǐng)人為蘇州宇度醫(yī)療器械有限責(zé)任公司的中國(guó)專利公開(kāi)了“納米碳纖維增強(qiáng)的尼龍復(fù)合材料”，屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域，其是由以下重量份數(shù)的原料組成：尼龍1010樹(shù)脂80～85份；尼龍6樹(shù)脂30～35份；偶聯(lián)劑0.8～1.5份；填料25～35份；抗氧劑0.2～0.8份；納米碳纖維10～15份；短切玻璃纖維35～40份。該復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)為能滿足制作諸如建筑、汽車和作為非機(jī)動(dòng)車的自行車的強(qiáng)度部件。目前市面上出現(xiàn)了對(duì)自行車配件的熒光性能方面的要求，在夜間行駛具有熒光性能的自行車安全系數(shù)較高，而且?jiàn)蕵?lè)性較好，可引領(lǐng)市場(chǎng)潮流，不過(guò)現(xiàn)有的復(fù)合材料大多不具備熒光性能，不能滿足市場(chǎng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種尼龍-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，制備出的復(fù)合材料具有較好的熒光性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種尼龍-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：

(1)將方解石用粉碎機(jī)粉碎成方解石粉，加入氧化鋯坩堝后放入高溫電阻爐內(nèi)，設(shè)置升溫速率為100℃/h，當(dāng)爐溫升至600℃時(shí)保溫10分鐘，將爐溫降至550℃拉制方解石纖維；

(2)將步驟(1)所得方解石纖維以及碳纖維短切為1mm后混合均勻得到混合纖維，將體積比為3:1的濃硫酸和濃硝酸混合均勻后制得混酸，調(diào)節(jié)ph值為4，將混合纖維加入混酸中，70℃下酸化25分鐘，取出后用堿液中和，用去離子水洗滌后烘干，得到酸化纖維；

(3)將步驟(3)所得酸化纖維加入無(wú)水乙醇中，放入功率為100W的超聲波清洗器中超聲分散30分鐘制得濃度為6％的纖維溶液，將ph值調(diào)節(jié)為3，將濃度為10％的KH550溶液加入纖維溶液中，加熱至70℃反應(yīng)20小時(shí)，冷卻至室溫，取出后用無(wú)水乙醇、去離子水洗滌至中性，烘干后得到改性纖維；

(4)將步驟(3)所得改性纖維織成纖維布，鋪放于模具內(nèi)，加熱至50℃后將尼龍組合物0.1MPa壓力下壓入模具，閉合模具后固化，冷卻至室溫，脫模后得到尼龍-碳纖維復(fù)合材料，其中，纖維布與尼龍組合物的重量比為1:1，尼龍組合物按重量份數(shù)計(jì)，由100份尼龍、0.5-1份潤(rùn)滑劑、0.4-0.9份抗氧劑、5-8份阻燃劑以及1-1.5份穩(wěn)定劑組成。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(1)中，方解石粉的粒徑為2mm。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(1)中，方解石纖維的直徑為10μm，長(zhǎng)度為10cm。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(2)中，方解石纖維與碳纖維的重量比為1:3。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，固化的過(guò)程為90℃下恒溫固化3小時(shí)，110℃下恒溫固化13小時(shí)。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，尼龍為尼龍66或尼龍1010。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，潤(rùn)滑劑為EBS。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，抗氧劑為抗氧劑1076。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，阻燃劑為磷系阻燃劑。

優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(4)中，穩(wěn)定劑為硬脂酸鈣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：