[發明專利]一種廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材及其制備方法

在審

• 申請號: 201710626302.3
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN108359233A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 蔡福泉
• 申請（專利權）人: 安徽旭升新材料有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L13/00;C08L23/28;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/38;C08K5/20;C08J5/04;C08J5/10;C09K5/14
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 趙登高

本發明涉及新能源汽車材料技術領域，特別涉及一種廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材及其制備方法。原料包括以下組分及重量份含量：尼龍45?60，碳纖維30?50，相容劑5?10，潤滑劑1?3，填充劑0.8?1.2，氮化硼1?3，其中，碳纖維中包含廢料碳纖維20?30。本發明的目的在于提供了一種能降低成本的廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材及其制備方法。

技術領域

本發明涉及新能源汽車材料技術領域，特別涉及一種廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材及其制備方法。

背景技術

在過去的半個世紀中，航空航天、新能源汽車等高技術領域應用的先進結構材料一直被髙性能熱固性復合材料所占據。由于熱固性復合材料在應用過程中存在著耐熱性差、抗沖擊性和抗損傷能力低、制造成本髙等不足之處，在一定程度上限制了其應用范圍，而隨著碳纖維復合材料的發展，碳纖維復合材料與熱固性復合材料相比，具有許多優點，例如：斷裂韌性高、斷裂伸長率大；成型過程中無化學反應，因此成型速度快，成型周期短；預浸料可以無限期存放，且對存放無特殊要求等，因此碳纖維熱塑性復合材料逐漸取代了傳統的熱固性復合材料；特別新能源汽車的大力發展，碳纖維熱塑性復合材料被廣泛用于新能源汽車領域。

由于碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好，因此，碳纖維的制作成本較高，因此市場上的價格也較為昂貴，因此，碳纖維復合材料的整體成本高。

發明內容

為了克服背景技術的不足，本發明的目的在于提供了一種能降低成本的廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材及其制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材料，原料包括以下組分及重量份含量：尼龍45-60，碳纖維30-50，相容劑5-10，潤滑劑1-3，填充劑0.8-1.2，氮化硼1-3，其中，碳纖維中包含廢料碳纖維20-30。

所述的碳纖維為拉伸模量大于700GPa，熱導率大于200W/(mK)的瀝青基碳纖維或平均長度為10μm～2mm的短切碳纖維。

所述的相容劑為馬來酸酐相容劑。

所述的潤滑劑選自乙撐雙脂肪酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一種或幾種。

所述的填充劑為A616。

所述的氮化硼內添加有催化劑，該催化劑為三氧化二鉻。

上述廢料連續增強碳纖維熱塑性復合材料的制備方法，采用以下步驟：

1)將10-30的碳纖維和尼龍通過烘干機充分干燥備用，烘干時間為4-5小時，使干燥后的物料含水量小于0.02wt％；

2)將汽車報廢的廢料回收并通過清洗機清洗；

3)將清洗后的廢料通過烘干機烘干；

4)將烘干后的廢料通過分撿機分撿；

5)將分撿后的廢料通過粉碎機粉碎；

6)將粉碎后的廢料通過造粒機造粒，在造粒過程中添加1％左右的增韌劑、1％左右的潤滑劑及1％左右的助劑；

7)將造粒后的廢料冷卻，形成廢料碳纖維；

8)將三氧化二鉻與氮化硼混合反應備用；

9)將步驟1中的碳纖維與廢料碳纖維、尼龍及混合后的氮化硼混合，并通過加熱器加溫，加熱時間為1-1.5小時，溫度為220℃-250℃；