本发明涉及复合材料领域，具体的涉及一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料。
背景技术：
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聚醚醚酮是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。其具有较高的玻璃化转变温度(Tg＝143℃)和熔点(Tm＝334℃)，其负载热变形温度高达316℃，长期使用温度为260℃，瞬时使用温度可达300℃。聚醚醚酮机械特性聚醚醚酮PEEK具有刚性和柔性，特别是对交变应力下的抗疲劳性非常突出，可与合金材料相媲美；聚醚醚酮具有优良的滑动特性，适合于严格要求低摩擦系数和耐磨耗用途的场合；其不溶于任何溶剂和强酸、强碱，而且耐水解，具有很高的化学稳定性；自熄性好，即使不加任何阻燃剂，可达到UL标准的94V-0级；高温流动性好，而热分解温度又很高的特点，可采用多种加工方式：注射成型、挤出成型、模压成型及熔融纺丝等。
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，具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等优点。
碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，在1991年1月由日本物理学家饭岛澄男发现。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子组成的数层到数十层的同轴圆管构成。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2～20nm。碳纳米管具有许多特殊力学、电学和化学性能。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料,可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，其耐高温性能优异，耐磨，强度大，抗冲击性能好，广泛用于汽车，自行车等领域，且其制备方法简单，原料价格低廉，成本低。
本发明的另一个目的是提供该复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮50-80份，环氧树脂10-20份，
碳纤维粉5-12份，碳纳米管纤维3-8份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯5-10份，
聚丙烯酸酯8-15份，水杨酸叶醇酯6-12份。
作为上述技术方案的优选，一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮70份，环氧树脂15份，
碳纤维粉8份，碳纳米管纤维5份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯6份，
聚丙烯酸酯10份，水杨酸叶醇酯11份。
作为上述技术方案的优选，所述聚醚醚酮的熔融粘度为300Pa·s，其粒径大小为2-5μm。
作为上述技术方案的优选，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其分子量为8000-10000。
作为上述技术方案的优选，所述碳纤维粉的直径为50-80nm，长度为1-1.5μm。
作为上述技术方案的优选，所述碳纳米管纤维的直径为2-5nm，长度为80-100nm。
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡24-48h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在150-180℃下捏合5-10min，出料，再由热压机在300-400℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留20-25min，然后加压1.5-2.5MPa，保温20-25min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1-2h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述浸泡的时间为30h。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述捏合的温度为180℃，所述捏合的时间为6min。
本发明具有以下有益效果：
碳纤维、碳纳米管纤维的编织物比强度搞，其交替与树脂基体融合，可以有效提高复合材料的强度和耐磨性；环氧树脂、聚丙烯酸酯的加入，可以有效提高树脂基体的粘结性能，使得树脂基体与编织物形成良好的融合，复合材料的稳定性得以提高，1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、水杨酸叶醇酯具有良好的流动性和自润滑性能，其可以使得复合材料的加工性能得到改善；
本发明提供的车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，无毒，制备过程中无有毒物质释放，且制备方法简单，原料环保，价格低廉，制备成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮50份，环氧树脂10份，
碳纤维粉5份，碳纳米管纤维3份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯5份，
聚丙烯酸酯8份，水杨酸叶醇酯6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡24h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在150℃下捏合5min，出料，再由热压机在300℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留20-25min，然后加压1.5-2.5MPa，保温20min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
实施例2
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮80份，环氧树脂20份，
碳纤维粉12份，碳纳米管纤维8份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯10份，
聚丙烯酸酯15份，水杨酸叶醇酯12份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡48h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在180℃下捏合10min，出料，再由热压机在400℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留25min，然后加压1.5-2.5MPa，保温25min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压2h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
实施例3
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮60份，环氧树脂10-2份，
碳纤维粉7份，碳纳米管纤维4份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯6份，
聚丙烯酸酯9份，水杨酸叶醇酯7份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡26h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在160℃下捏合6min，出料，再由热压机在320℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留21min，然后加压1.5-2.5MPa，保温21min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1.2h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
实施例4
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮65份，环氧树脂14份，
碳纤维粉9份，碳纳米管纤维5份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯7份，
聚丙烯酸酯10份，水杨酸叶醇酯8份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡28h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在165℃下捏合7min，出料，再由热压机在340℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留22min，然后加压1.5-2.5MPa，保温22min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1.4h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
实施例5
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮70份，环氧树脂16份，
碳纤维粉10份，碳纳米管纤维6份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯8份，
聚丙烯酸酯11份，水杨酸叶醇酯9份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡35h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在170℃下捏合8min，出料，再由热压机在360℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留23min，然后加压1.5-2.5MPa，保温23min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1.6h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。
实施例6
一种车架用碳纤维/聚醚醚酮复合材料，以重量份计，包括以下组分：
聚醚醚酮75份，环氧树脂18份，
碳纤维粉11份，碳纳米管纤维7份，
1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯9份，
聚丙烯酸酯13份，水杨酸叶醇酯11份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将碳纤维和碳纳米管纤维纺织成2D机织斜纹预成型件，编织角度为90°，然后将编织好的预成型件在丙酮中浸泡40h，再用去离子水洗涤，烘干待用；
(2)将聚醚醚酮、环氧树脂、1-萘基-4-苯基偶氮苯基磷酸酯、聚丙烯酸酯和水杨酸叶醇酯混合搅拌均匀，在175℃下捏合9min，出料，再由热压机在380℃、2-3MPa压力下，热压成薄片；
(3)将步骤(1)得到的编织预成型件、步骤(2)得到的薄片交替平铺于模具中，以12℃/min的升温速度升到350℃，停留24min，然后加压1.5-2.5MPa，保温24min，然后以12℃/min的速度降温，同时压力升至3-5MPa，继续保压1.8h，得到车架用碳纳米管纤维/聚醚醚酮复合材料。