[發明專利]一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910584865.X
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110256846A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 徐存新;董懷慶;張旭
• 申請（專利權）人: 常州神鷹碳塑復合材料有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L29/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K7/06;C08J5/06;D06M15/564;D06M15/53;D06M13/50;D06M101/40
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明涉及長碳纖維增強尼龍復合材料技術領域，尤其涉及一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料及其制備方法，解決現有技術中存在的尼龍復合材料的力學性能以及界面性能不佳的缺點，包括70份的尼龍66復配材料和30份的經特殊表面處理后的碳纖維，尼龍66復配材料包含65～95wt％的尼龍66基體樹脂、0.2～3wt％的偶聯劑、0.2～0.8wt％的抗氧劑以及3～35％的相容劑，所述特殊表面處理的碳纖維包含25～30wt％的碳纖維原絲和0.5～5wt％的上漿劑，本發明不僅提高了生產效率，而且提高了制得的復合材料的力學性能，同時還進一步增強了復合材料的界面性能。

技術領域

本發明涉及長碳纖維增強尼龍復合材料技術領域，尤其涉及一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料及其制備方法。

背景技術

碳纖維是一種新型的高性能纖維增強材料，它具有高強度、高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗疲勞、抗蠕變、導電、導熱和遠紅外輻射等諸多優異性能。它可以以復合材料形式減輕構件重量，從而提高構件的技術性能。現已廣泛應用于航空航天、新型紡織機械、石油化工、醫藥器械、汽車、機械制造、建筑行業、文體用品、電信、電加熱等高新技術領域。

目前生產長碳纖維增強熱塑性復合材料最普遍的工藝的為熔融樹脂浸漬復合工藝，但是目前市面上商業化的碳纖維大多表面包覆環氧樹脂上漿劑，其是針對熱固性環氧樹脂基體復合材料開發的，但表面包覆熱固性樹脂的碳纖維與尼龍樹脂相容性差，界面性能不強，導致復合材料性能不佳。

因此，我們提出了一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料及其制備方法用于解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的尼龍復合材料的力學性能以及界面性能不佳的缺點，而提出的一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料及其制備方法。

一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料，包括70份的尼龍66復配材料和30份的經特殊表面處理后的碳纖維；

所述尼龍66復配材料包含65～95wt％的尼龍66基體樹脂、0.2～3wt％的偶聯劑、0.2～0.8wt％的抗氧劑以及3～35％的相容劑，所述特殊表面處理的碳纖維包含25～30wt％的碳纖維原絲和0.5～5wt％的上漿劑。

優選的，所述抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑3114、抗氧劑619、抗氧劑DSTP中的任意一種或幾種，所述的相容劑為聚乙烯醇、MAH-g-POE、MAH-g-PP、MAH-g-EPDM中的任意一種或幾種。

優選的，所述上漿劑包含30～15wt％去離子水、60～80wt％聚氨酯、0.5～2wt％偶聯劑和5～9.5wt％分散劑，該分散劑為聚烯化氧乙烯加成物、高級脂肪酸型的聚烯化氧乙烯加成物、烷基苯基醚型的聚烯化氧乙烯加成物。

優選的，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的任意一種或幾種。

一種高性能長碳纖維增強尼龍復合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、按照重量配比，稱取尼龍66復配材料，并按照配比稱量好上漿劑；

S2、將稱取的尼龍66復配材料放入高混機中混合均勻，并加入雙螺桿造粒機中，然后利用雙螺桿擠出機將物料熔融擠出進入熔融浸漬槽中；

S3、將碳纖維原絲通過牽引分散開后，經過上漿槽進行碳纖維浸潤上漿，上漿槽中倒入按比例配好的上漿劑；

S4、將上完漿的碳纖維通過烘槽烘干后，牽引進入浸漬槽，使熔融狀態的樹脂浸漬在碳纖維表面；

S5、最后，將長碳纖維增強尼龍66基體樹脂經冷卻、牽引、切粒，制備得到一種高性能長碳纖維增強尼龍66復合材料。

相比于現有技術，本發明的有益效果是：