] 以质量分数计，所述混合物料包括1%~2%的硅酮粉；市场上用的硅酮粉一般是 用较高分子量的有机硅酮添加二氧化硅生产而成。在本发明中，所述硅酮粉可以起到润滑、 相容等作用。本发明对所述硅酮粉的来源没有特殊限制。
[0046] 为了进一步改善尼龙复合材料的性能，所述混合物料优选还包括抗氧剂等助剂。 在本发明的一些实施例中，所述抗氧剂的质量分数优选为〇. 3%~0. 4% ;所述抗氧剂包括 但不限于抗氧剂1010(四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸酯])或抗氧剂168(三 (2, 4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯）。
[0047] 在本发明的一个优选实施例中，所述混合物料包括如下质量分数的组分：
[0048] 51 % 的尼龙 66;
[0049] 30 %的碳纤维；
[0050] 3 %的碳纳米管；
[0051] 6%的马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物；
[0052] 8 %的硅氮复合阻燃剂；
[0053] 2 %的硅酮粉。
[0054] 本发明提供的是一种高强度、高模量、高导电、高导热的碳纤/碳纳米管增强尼龙 复合材料，并且其较以往韧性更好，还具有阻燃性能优良、成本较低和比较环保等特点。
[0055] 相应地，本发明还提供了一种上文所述的碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料的 制备方法，包括：
[0056] 将尼龙66、碳纤维、碳纳米管、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、硅氮复合阻燃剂和 硅酮粉混合后，进行熔融混炼，得到碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料。
[0057] 本发明实施例优选将尼龙66、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、硅氮复合阻燃剂和 硅酮粉混合，得到混合树脂基料；然后把碳纤维和碳纳米管与所述混合树脂基料混合，进行 熔融混炼，得到碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料。
[0058] 在本发明中，各物料的内容如前文所述，在此不再赘述。本发明对制备复合材料的 设备没有特殊限制，如可按配比将尼龙66和各物料混合，通过搅拌机搅拌完成常规混合， 得到混合好的混合树脂基料。
[0059] 得到混合树脂基料后，本发明实施例可把碳纤维、碳纳米管与混合树脂基料加入 到双螺杆挤出机中，经双螺杆挤出机在一定温度下熔融剪切、混炼，挤出造粒，即得到碳纤 尼龙复合材料粒料。生产收集后，即为本发明碳纤/碳纳米管增强尼龙的复合材料。
[0060] 本发明实施例熔融混炼的过程可参见图1，图1为本发明实施例熔融混炼的流程 示意图。图1中，将混合好的树脂基料、碳纤维、碳纳米管分别加入双螺杆挤出机上相应的 料筒内，经双螺杆挤出机熔融混炼，挤出造粒，得到成品料。
[0061] 在本发明中，所述熔融混炼的温度优选为255°C~280°C。在本发明的一些具体实 施例中，在挤出过程中，挤出机的螺杆转速为300转/min、喂料转速为305转/min、碳纤喂 料转速为40转/min，碳纳米管喂料转速为20转/min ;切料速度为450转/min。
[0062] 得到碳纤/碳纳米管增强尼龙的复合材料后，本发明对其进行性能测试。结果表 明，本发明制备得到的尼龙66复合材料的阻燃性可达VO级，阻燃性能优良；且其韧性较以 往更好，具有优良的力学性能等特点，可应用于阻燃制品领域。
[0063] 为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的碳纤维/碳纳米管增强 尼龙复合材料及其制备方法进行具体地描述。
[0064] 以下实施例中，尼龙66为购自平顶山神马公司的牌号为EPR27的PA66树脂；碳纤 维为日本东丽公司生产的T700 ;碳纳米管为北京天奈科技有限公司生产的T9210 ;ΜΡ0Ε由 马来酸酐和P0E8150按质量比2 :100接枝而成、接枝率为1~1. 7%;硅氮复合阻燃剂以四 川晨光化学公司提供的硅系阻燃剂和河北耐昂阻燃材料公司提供的氮系阻燃剂按4:6质 量比复合使用；硅酮粉为四川晨光化学公司提供的硅酮粉。
[0065] 实施例1
[0066] (I)、碳纤维的处理：在室温条件下，碳纤维束以2m/s的速度通过低温等离子处理 箱，并且装箱备用；
[0067] (2)、处理碳纳米管：把碳纳米管放入高速搅拌机中，在高速搅拌的条件下，缓慢倒 入3%的复合偶联剂[硅烷偶联剂KH560 (四川晨光化学公司）与钛酸酯偶联剂TM-27 (南 京创世化工公司）]，使偶联剂均匀地包覆在碳纳米管的表面；
[0068] (3)、将51 %的尼龙66、6%的MP0E、8%的硅氮复合阻燃剂和2%的硅酮粉配料，混 合均匀，得到混合树脂基料；
[0069] (4)、把30%的步骤（1)处理后的改性碳纤维、3%的步骤⑵处理后的改性碳纳米 管与步骤（3)得到的混合树脂基料加入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机在255°C~280°C温 度下熔融剪切、混炼、挤出造粒，即得到碳纤复合材料粒料；在挤出过程中，挤出机的螺杆转 速为300转/min、喂料转速为305转/min、碳纤喂料转数为40转/min，碳纳米管喂料转数 为20转/min，切料速度为450转/min。生产收集后，即为本发明碳纤/碳纳米管增强尼龙 复合材料。
[0070] 本发明实施例对得到的碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料样品进行性能测试， 结果参见表1，表1为实施例1制得的碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料的性能测试结 果。
[0071] 表1实施例1制得的碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料的性能测试结果
[0073] 由以上实施例可知，本发明制备得到的尼龙66复合材料的阻燃性可达VO级，阻燃 性能优良；且其韧性较以往更好，具有优良的力学性能等特点。
【主权项】
1. 一种碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料，由混合物料经混炼制得； 所述混合物料包括如下质量分数的组分： 50%~65%的尼龙66 ; 20%~30 %的碳纤维； 2%~5%的碳纳米管； 5%~10%的马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物； 5%~10%的硅氮复合阻燃剂； 1 %~2%的硅酮粉。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括51%~60%的尼 龙66。3. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳纳米管为用硅烷偶联剂和钛 酸酯偶联剂表面处理后的改性碳纳米管。4. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括3%~4%的碳纳 米管。5. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括6%~8%的马来 酸酐接枝乙烯辛烯共聚物。6. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括6%~8%的硅氮 复合阻燃剂。7. 根据权利要求1~6任一项所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料还包括抗氧 剂。8. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述混合物料包括如下质量分数的 组分： 51 %的尼龙66 ; 30 %的碳纤维； 3%的碳纳米管； 6%的马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物； 8%的硅氮复合阻燃剂； 2 %的硅酮粉。9. 一种权利要求1所述的碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料的制备方法，包括： 将尼龙66、碳纤维、碳纳米管、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、硅氮复合阻燃剂和硅酮 粉混合后，进行熔融混炼，得到碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料。10. 根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔融混炼的温度为255°C~ 280。。。
【专利摘要】本发明涉及新型高性能碳纤复合材料技术领域，本发明提供了一种碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料及其制备方法，其由混合物料经混炼制得；所述混合物料包括如下质量分数的组分：50％～65％的尼龙66；20％～30％的碳纤维；2％～5％的碳纳米管；5％～10％的马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物；5％～10％的硅氮复合阻燃剂；1％～2％的硅酮粉。本发明主要以尼龙66、碳纤维、碳纳米管、马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物、硅氮复合阻燃剂和硅酮粉为混合物料，经混炼得到碳纤维/碳纳米管增强尼龙复合材料。在本发明中，各组分互相配合、综合作用，能提高尼龙66复合材料的韧性和阻燃性。结果表明，本发明提供的尼龙66复合材料的阻燃性可达V0级，且韧性较以往更好。
【IPC分类】C08L83/04, C08K9/10, C08K7/06, C08K7/24, C08L77/06, C08K9/06, C08L51/06
【公开号】CN105400193
【申请号】CN201510954807
【发明人】咸旭胜
【申请人】重庆可益荧新材料有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月17日