一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料及其制备技术制造技术

注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，由以下组份按重量份制备而成：树脂基体120份，碳纤维20 份，偶联剂0 ～ 1 份，抗氧剂0.05 ～ 0.5 份，润滑剂0.05 ～ 0.25 份，冠醚0.05 ～ 0.25 份。其有益效果如下：冠醚为风洞状网格结构，具有极强的耐磨性，因此选用冠醚改性碳纤维复合材料，可以在不剪切碳纤维的前提下提高复合材料的耐磨性；同时进一步提高复合材料的整体耐热性；有效降低复合材料体系中树脂含量，在材料成型过程中增加固相含量，降低收缩率，从而提高整体尺寸稳定性；有效降低复合材料的综合成本；制备工艺简单，适于大规模工业化生产。

Injection molding grade high heat resistant short carbon fiber nylon composite material and preparation technique thereof

Injection molding grade high heat-resistant short carbon fiber reinforced nylon composite material, composed of the following components according to weight is prepared by the resin matrix of 120 copies, 20 copies of carbon fiber, coupling agent 0 ~ 1, ~ 0.5 antioxidant 0.05, 0.05 ~ 0.25 lubricant, crown ether 0.05 ~ 0.25 copies. The following advantages: the crown for the tunnel shaped grid structure has extremely strong abrasion resistance, so the crown ether modified carbon fiber composite materials, can improve the wear resistance of the composites without carbon fiber under shear; and further improve the overall heat resistance of composite materials; reduce the resin content of the composite system. The increase of solid content in material forming process, reduce the shrinkage rate, thereby improving the overall size stability; reduce the comprehensive cost of composite materials; the preparation process is simple and suitable for large-scale industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料及其制备技术
本专利技术涉及注塑生产领域，具体涉及一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料及其制备技术。
技术介绍
碳纤维是由百分之九十以上碳元素组成的纤维，具有高比强度、高比模量和热膨胀系数小等特点，其与树脂、金属或陶瓷等基材复合后可用于航空航天、电子电器等尖端学科的高端产品，也可用于钻井平台、建筑材料和风力发电等新兴领域。其中碳纤维改性聚酰胺复合材料在力学强度等方面性能优异，但伴随碳纤维材料的应用和推广，其在价格、耐磨和应力计算等多方面受到一定的局限性，急需解决。而冠醚是目前已知纤维中强度最高的一种，有报道用它来改性热塑性材料而赋予材料较大的力学强度和耐热性；此外冠醚直径为微米级别，在应用过程中无明显疲劳效应，可以显著提高复合材料的耐磨性和成型速度。本专利技术创新性地采用冠醚改性碳纤维复合材料，在保持碳纤维复合材料高性能的同时大幅提高复合材料的尺寸稳定性、耐磨性和耐热性，同时冠醚的引入可以有效减少碳纤维使用量，降低材料生产成本，大幅缩减成本的同时降低了对环境的污染。此外本专利技术所涉及的材料制备工艺简单，所制备复合材料具有高耐磨、高耐热和优异的尺寸稳定性，制备工艺简单，适于大规模工业化生产。冠醚，是分子中含有多个—OCH2CH2—结构单元的大环多醚。常见的冠醚有15-冠-5、18-冠-6，冠醚的空穴结构有选择作用，在有机反应中可作催化剂。
技术实现思路
本专利技术提供了注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料及其制备方法，以冠醚改性碳纤维复合材料，在保持碳纤维复合材料高性能的同时大幅提高复合材料的尺寸稳定性、耐磨性和耐热性。注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，由以下组份按重量份制备而成：树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.05～0.25份，偶联剂0～1份，抗氧剂0.05～0.5份，润滑剂0.05～0.25份。进一步方案，所述的树脂基体优选为尼龙6或尼龙66。所述的碳纤维为长度4-10mm的短切碳纤维。所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述的抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和双（2，4—二酷基）季戊四醇二亚磷酸酯中两种。所述的润滑剂为次乙基双硬脂酰胺或季戊四醇硬脂酸酯。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料制备方法，包括以下步骤：（1）将树脂基体120份、碳纤维20份、冠醚0.05～0.25份、偶联剂0～1份、抗氧剂0.05～0.5份以及润滑剂0.05～0.25份一起置于高速混合机搅拌分散5～15min；（2）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。本专利技术注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，在保持碳纤维复合材料高性能的同时大幅提高复合材料的尺寸稳定性、耐磨性和耐热性，其有益效果如下：冠醚为风洞状网格结构，具有极强的耐磨性，因此选用冠醚改性碳纤维复合材料，可以在不剪切碳纤维的前提下提高复合材料的耐磨性；同时进一步提高复合材料的整体耐热性；有效降低复合材料体系中树脂含量，在材料成型过程中增加固相含量，降低收缩率，从而提高整体尺寸稳定性；有效降低复合材料的综合成本；制备工艺简单，适于大规模工业化生产。具体实施方式下面结合具体实例对本
技术实现思路
进行进一步的说明，但所述实施例并非是对本专利技术实质精神的简单限定，任何基于本专利技术实质精神所作出的简单变化或等同替换均应属于本专利技术所要求保护的范围之内。本专利技术的具体实施例如下：实例1（1）按以下比例配备原料：尼龙6树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.25份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.5份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.02份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.03份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.05份；（2）将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散10min；（3）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。实例2（1）按以下比例配备原料：尼龙6树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.05份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.05份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.08份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.15份；（2）将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散15min；（3）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。实例3（1）按以下比例配备原料：尼龙6树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.2份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.1份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.12份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.25份；（2）将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散20min；（3）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。实例4（1）按以下比例配备原料：尼龙6树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.1份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.15份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.18份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.35份；（2）将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散25min；（3）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。实例5（1）按以下比例配备原料：尼龙6树脂基体120份，碳纤维20份，冠醚0.05份，偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷3份，抗氧剂N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺0.2份，抗氧剂三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯0.3份，润滑剂次乙基双硬脂酰胺0.5份；（2）将上述原料一起置于高速混合机搅拌分散30min；（3）将分散后的原料通过挤出机，经熔融、塑化、挤出、冷却、切粒和包装后，即制得注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料。性能评价测试标准拉伸强度Mpa断裂伸长率%冲击强度Mpa(缺口)弯曲强度Mpa弹性模量Mpa密度g/cm3洛氏硬度热变形温度℃ISO1506819079001.4110210~220ISO1516818878501.3110210~220ISO1507919079001.4120210~220ISO1557919579501.5120210~225ISO1608819079501.5121215~230本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：树脂基体120份，碳纤维20 份，偶联剂0 ～ 1 份，抗氧剂0.05 ～ 0.5 份，润滑剂0.05 ～ 0.25 份，冠醚0.05 ～ 0.25 份。

【技术特征摘要】
1.一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：树脂基体120份，碳纤维20份，偶联剂0～1份，抗氧剂0.05～0.5份，润滑剂0.05～0.25份，冠醚0.05～0.25份。2.根据权利要求1所述的一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：所述的树脂基体为尼龙6或尼龙66。3.根据权利要求1所述的一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：所述的碳纤维为长度4-10mm的短切碳纤维。4.根据权利要求1所述的一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的一种注塑级高耐热短切碳纤维尼龙复合材料，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭华，俞冰，习志亮，
申请(专利权)人：苏州隆芝耀新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32