一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其主要是由以下重量份比例的原料所制成：聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40?60份、纳米碳纤维30?50份、溴化聚丙烯酸酯15?35份、硅灰石5?15份、钛酸钾1?9份、硬脂酸2?8份。相对于现有技术，本发明所得的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，成本低，工艺简单，不仅强度高，同时能显著降低产品密度，产品整体性能优异。
【专利说明】
一种碳纤维増强聚酰胺树脂复合材料
技术领域
[0001]本发明公开了一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，属于高分子复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002]聚酰胺树脂(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时称为锦纶。其具有坚韧、柔软性、结合力强，耐磨，耐油，耐水，抗酶菌，但吸水大，是性能优良用途广泛的化工原料。
[0003]为改善高分子材料的性能，拓展应用市场对高分子材料进行改性，从而提高材料综合性能，挖掘材料潜在的各种功能是人类材料工业最流行的方法，在许多领域广泛应用。
[0004]碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
[0005]目前，已有大量碳纤维增强材料的研究，但是往往存在一些缺陷，如产品强度低，密度大等，无法充分发挥碳纤维复合的优势。
【发明内容】
[0006]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料。
[0007]技术方案:为实现上述目的，本发明提供一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0008]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40-60份、纳米碳纤维30-50份、
[0009]溴化聚丙烯酸酯15-35份、硅灰石5-15份、钛酸钾1-9份、硬脂酸2-8份。
[0010]作为优选，所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0011]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯45-55份、纳米碳纤维35-45份、
[0012]溴化聚丙烯酸酯20-30份、硅灰石8-12份、钛酸钾3-7份、硬脂酸4-6份。
[0013]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0014]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40份、纳米碳纤维30份、
[0015]溴化聚丙烯酸酯15份、硅灰石5份、钛酸钾I份、硬脂酸2份。
[0016]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料主要是由以下重量份比例的原料所制成:
[0017]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、纳米碳纤维50份、
[0018]溴化聚丙烯酸酯35份、硅灰石15份、钛酸钾9份、硬脂酸8份。
[0019]作为另一种优选，所述纳米碳纤维的长径比为2.0-3.0。
[0020]作为另一种优选，所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料主要是由以下步骤所制成:
[0021](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0022](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0023](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0024]作为进一步优选，步骤(2)中所述搅拌时间为2_4h。
[0025]有益效果:相对于现有技术，本发明所得的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，成本低，工艺简单，不仅强度高，同时能显著降低产品密度，产品整体性能优异。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]组方:
[0028]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40份、纳米碳纤维30份、
[0029]溴化聚丙烯酸酯15份、硅灰石5份、钛酸钾I份、硬脂酸2份。
[0030]所述纳米碳纤维的长径比为2.0。
[0031]制备方法:
[0032](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0033](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0034](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0035]步骤(2)中所述搅拌时间为2h。
[0036]实施例2
[0037]组方:
[0038]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、纳米碳纤维50份、
[0039]溴化聚丙烯酸酯35份、硅灰石15份、钛酸钾9份、硬脂酸8份。
[0040]所述纳米碳纤维的长径比为3.0。
[0041]制备方法:
[0042](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0043](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0044](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0045]步骤(2)中所述搅拌时间为4h。
[0046]实施例3
[0047]组方:
[0048]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯50份、纳米碳纤维40份、
[0049]溴化聚丙烯酸酯25份、硅灰石10份、钛酸钾5份、硬脂酸5份。
[0050]所述纳米碳纤维的长径比为2.5。
[0051 ]制备方法:
[0052](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0053](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0054](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0055]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0056]实施例4
[0057]组方:
[0058]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯45份、纳米碳纤维35份、
[0059]溴化聚丙烯酸酯20份、硅灰石8份、钛酸钾3份、硬脂酸4份。
[0060]所述纳米碳纤维的长径比为2.2。
[0061 ]制备方法:
[0062](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0063](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0064](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0065]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0066]实施例5
[0067]组方:
[0068]聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯55份、纳米碳纤维45份、
[0069]溴化聚丙烯酸酯30份、硅灰石12份、钛酸钾7份、硬脂酸6份。
[0070]所述纳米碳纤维的长径比为2.8。
[0071]制备方法:
[0072](I)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌；
[0073](2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌；
[0074](3)搅拌结束后，成型，即得。
[0075]步骤(2)中所述搅拌时间为3h。
[0076]实验例本发明所得复合材料性能检测
[0077]本发明所得复合材料经过检测，结果显示其拉伸强度和弯曲均显著提高，同时，产品密度显著降低。表明本发明复合材料在提高强度的同时，还可以显著降低产品密度。
【主权项】
1.一种碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40-60份、纳米碳纤维30-50份、 溴化聚丙烯酸酯15-35份、硅灰石5-15份、钛酸钾1-9份、硬脂酸2-8份。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯45-55份、纳米碳纤维35-45份、 溴化聚丙烯酸酯20-30份、硅灰石8-12份、钛酸钾3-7份、硬脂酸4-6份。3.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯40份、纳米碳纤维30份、 溴化聚丙烯酸酯15份、硅灰石5份、钛酸钾I份、硬脂酸2份。4.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下重量份比例的原料所制成: 聚酰胺树脂100份、聚对苯二甲酸丁二醇酯60份、纳米碳纤维50份、 溴化聚丙烯酸酯35份、硅灰石15份、钛酸钾9份、硬脂酸8份。5.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，所述纳米碳纤维的长径比为2.0-3.0。6.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，其主要是由以下步骤所制成: (1)取聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯和溴化聚丙烯酸酯混合，然后熔融，不断搅拌； (2)在上述熔融状态下加入纳米碳纤维、硅灰石、钛酸钾和硬脂酸，继续搅拌； (3)搅拌结束后，成型，即得。7.根据权利要求6所述的碳纤维增强聚酰胺树脂复合材料，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌时间为2-4h。
【文档编号】C08K3/34GK105820554SQ201610309571
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】孔小寅, 潘文强, 傅发祥
【申请人】南京京锦元科技实业有限公司