[發明專利]一種高強耐磨高光澤可回收的碳纖/納米尼龍夾心復合板

在審

• 申請號: 201810114693.5
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108327322A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 陳俊琛;黃驥
• 申請（專利權）人: 五行科技股份有限公司
• 主分類號: B29D7/00
• 分類號: B29D7/00;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/34;C08K7/06;C08L77/02;C08L77/06;C08L51/06;B32B37/10;B32B37/06;B32B38/04;B32B43/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周蔚然

本發明公開了一種高強耐磨高光澤可回收的碳纖/納米尼龍夾心復合板及其制備方法，屬于復合板材技術領域。所述夾心復合板的上下表面為碳纖維層，中間層為均勻開有若干通孔的熱塑性彈性體，通孔中填充碳纖維絲并將上下表面與中間層復合在一起，其制備方法科學，得到的碳纖/納米尼龍夾心復合板不僅具有耐磨、阻燃、高光澤、質量輕、強度高且可調節等顯著優勢，更重要的是其綠色環保可回收，在消費電子、汽車油箱和包裝等領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于復合板材技術領域，具體涉及一種高強耐磨高光澤可回收的碳纖/納米尼龍夾心復合板及其制備方法。

背景技術

聚酰胺樹脂俗稱尼龍（PA），是大分子主鏈重復單元中含有酰胺基團的高聚物的總稱，可由內酰胺開環聚合制得，也可由二元胺與二元酸縮聚得到。PA的產量和品種在世界五大工程塑料中居首位，主要包括PA6、PA66、PA11、PA12、PA1010、PA6I、PA9T、PAMXD6等。PA是一種綜合性能優良的工程塑料，如耐磨、強度高、耐溶劑、自潤滑性好且易于加工，廣泛應用于紡織、汽車、船舶、航空航天、醫療器械等領域。但PA的吸水率大、低溫和干態沖擊強度低、易燃燒等缺陷限制了其應用范圍，可通過利用納米技術對PA進行改性處理，使PA不斷向高性能和高品質的方向發展。

蒙脫土是一種層狀硅酸鹽粘土礦物，其基本結構單元是由一片鋁氧八面體夾在兩片硅氧四面體之間、靠共用氧原子而形成的層狀結構。這種四面體和八面體的緊密堆積結構具有高度有序的晶格排列，且片層通常吸附有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等水合陽離子。由于具有較大的初始層間距及可交換的層間陽離子，可利用離子交換的方式將蒙脫土的層間距擴大到允許聚合物分子鏈插入，因此，在對蒙脫土進行有機化處理改善其與聚合物基體間的相容性后，可制備性能優異的插層納米尼龍復合材料。碳纖維是含碳量90%以上的纖維狀碳素材料，比重不到鋼的1/4，抗拉強度是鋼的7-9倍，兼具質量輕、強度高、耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊、可設計性強等優異特性。隨著市場需求的不斷提升，普通PA材料已無法完全滿足制件的設計要求，需使用碳纖維增強使PA具有更高的剛性。

目前，板材已從傳統的實木板擴展為金屬類、石材類、竹木類等多種材質，但應用時仍存在一些缺陷。如金屬類或石材類板材質量較重、耐候性較差、制備工藝復雜、加工過程產生危害物質較多；竹木類板材機械強度較低、耐候性和阻燃性較差。因此，構建一種簡單實用的技術工藝來制備耐磨、阻燃、高光澤、質量輕、強度高且可調節的夾心復合板具有重要的意義和價值。全球日趨嚴峻的環境問題促使各企業對于綠色環保的要求愈發迫切，更為可回收板材的研發及應用提供了良好契機。

發明內容

本發明旨在提供一種高強耐磨高光澤可回收的碳纖/納米尼龍夾心復合板及其制備方法，該碳纖/納米尼龍夾心復合板不僅具有耐磨、阻燃、高光澤、質量輕、強度高且可調節等顯著優勢，更重要的是其綠色環保可回收，在消費電子、汽車油箱和包裝等領域具有良好的應用前景。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種高強耐磨高光澤可回收的碳纖/納米尼龍夾心復合板，其上下表面為碳纖維層，中間層為均勻開有若干通孔的熱塑性彈性體，通孔中填充碳纖維絲并將上下表面與中間層復合在一起。具體制備方法步驟如下：

（1）將PA、有機化改性蒙脫土、碳纖維及助劑熔融共混，并通過片材擠出機得到碳纖層；

（2）根據強度要求設置打孔密度，在熱塑性聚酰胺彈性體TPA板上打通孔；

（3）將碳纖維絲填充到熱塑性聚酰胺彈性體TPA板上的通孔中，將碳纖層置于TPA板的上下面；

（4）開啟熱壓機，在溫度60-180 ℃及壓強0.5-1.6 MPa的條件下成型，取出冷卻至室溫；

（5）按所需尺寸在精密裁板機中切割，得到碳纖/納米尼龍夾心復合板。