本发明涉及新能源汽车材料
技术领域：
，具体涉及一种导电碳纤维热塑料性复合材料及其制备方法。
背景技术：
：碳纤维复合材料是复合材料中的一个重要分支,由于其性能优异,近年来这种材料的用途及产量逐步扩大。长期以来，碳纤维增强复合材料被看作是一种昂贵的材料，价格约为玻璃纤维增强复合材料的十倍，只用于军工、宇航等尖端技术行业。近年来，碳纤维每年以50%以上的速度增长，其中有两个重要因素推动了碳纤维复合材料的发展，一是对上述材料认识的不断深入，使其性能日趋完善，可达到许多其它材料难以比拟的性能，促使其使用量不断上升。二是费效比的不断降低，这主要归功于碳纤维工业能提供高质量的纤维以及纤维/基体融熔技术的不断进步。碳纤维的规模化生产，使其质量提高而价格下降，而加工技术的进步又使加入复合材料中的碳纤维比例不断上升，目前已可达体积比例的60%以上。碳纤维复合材料发展如火如荼，来势凶猛，在航天航空及国防工业大都应用热固性复合材料，然而热固性复合材料成本高，成型周期长，最大问题难以回收利用，污染环境后果严重。经过多年致力于基料研发，先后选择pc、peek、pps、pi、pa、pet、pp作为基料的试验。从试验中发现pa是一种极为重要的热塑性基料。pa本身虽是性能优异的工程塑料，但吸湿性大，制品尺寸稳定性差，强度与硬度也远远不如金属，为了克服这些缺点，采用碳纤维或其它品种的纤维进行增强以改善其性能。用碳纤维增强pa材料近年来发展很快,因为pa和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料，二者复合综合体现了各自的优点，强度与刚性比未增强的尼龙高很多，蠕变小，尺寸精度好，热稳定性显著提高，耐磨，阻尼性优良，与玻纤增强相比有更好的性能。但目前就pa为基料的碳纤维复合材料在导电性能上存在差异，导电率不高，因此，本发明针对这种情况作出了改进。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种导电碳纤维热塑料性复合材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种导电碳纤维热塑料性复合材料，其特征在于，按重量百分比由以下组分组成：pa630-50%碳纤维20-30%回收废料复合材料20-30%增强剂0.1-0.5%偶联剂0.3-1.5%热稳定剂0.1-1%抗氧剂0.1-0.3%阻燃剂0.2-5%导电粒子6-9%硬质酸锌1-3%所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒；所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1：2；所述pa6粒径不超过22μm。上述的一种导电碳纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。上述的一种导电碳纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。上述的一种导电炭纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述热稳定剂为有机锌类热稳定剂。上述的一种导电炭纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。上述的一种导电炭纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述阻燃剂为复合三聚氰胺氰尿酸盐。上述的一种导电炭纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述碳纳米管的长度为40-150nm。上述的一种导电碳纤维热塑料性复合材料可进一步设置为：所述纳米铝颗粒的直径为31-41nm。一种导电碳纤维热塑料性复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将碳纤维和pa6通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为6-8小时，使干燥后的物料含水量小于0.01wt%；2）将报废的pa6热塑料性符合材料回收并通过清洗机清洗，将清洗后的废料通过分拣机分拣并将分拣后的废料通过造粒机造粒备用；3）将纳米铝颗粒在真空条件下100-150摄氏度范围内搅动，通入30-55帕压力的氢气，同时通过60-110帕的石墨气体，经过48-54小时后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒备用；4）将步骤1中的混合后的pa6、步骤2中的废料复合材料、步骤3中的纳米铝颗粒、碳纳米管、增强剂、热稳定剂、偶联剂、抗氧剂、阻燃剂混合反应；5）将步骤4中混合反应后的混合物加入螺杆式挤出机料斗，高速搅拌并将碳纤维通过挤出机加料口加入，挤出造粒，即得到导电碳纤维热塑料性复合材料。本发明的有益效果为：利用汽车回收的废料加入到复合材料中，降低成本，并满足了环保要求；在基料中加入了导电粒子，使复合材料具有较好的导电效果。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。具体实施方式本发明提供了一种导电碳纤维热塑料性复合材料，按重量百分比由以下组分组成：pa630-50%碳纤维20-30%回收废料复合材料20-30%增强剂0.1-0.5%偶联剂0.3-1.5%热稳定剂0.1-1%抗氧剂0.1-0.3%阻燃剂0.2-5%导电粒子6-9%硬质酸锌1-3%所述导电粒子包括碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒；所述碳纳米管与所述氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒的重量比为1：2；所述pa6粒径不超过22μm。所述增强剂为马来酸酐接枝高密度聚乙烯。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。所述热稳定剂为有机锌类热稳定剂。所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂。所述阻燃剂为复合三聚氰胺氰尿酸盐。所述碳纳米管的长度为40-150nm。所述纳米铝颗粒的直径为31-41nm。一种导电碳纤维热塑料性复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将碳纤维和pa6通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为6-8小时，使干燥后的物料含水量小于0.01wt%；2）将报废的pa6热塑料性符合材料回收并通过清洗机清洗，将清洗后的废料通过分拣机分拣并将分拣后的废料通过造粒机造粒备用；3）将纳米铝颗粒在真空条件下100-150摄氏度范围内搅动，通入30-55帕压力的氢气，同时通过60-110帕的石墨气体，经过48-54小时后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒备用；4）将步骤1中的混合后的pa6、步骤2中的废料复合材料、步骤3中的纳米铝颗粒、碳纳米管、增强剂、热稳定剂、偶联剂、抗氧剂、阻燃剂混合反应；5）将步骤4中混合反应后的混合物加入螺杆式挤出机料斗，高速搅拌并将碳纤维通过挤出机加料口加入，挤出造粒，即得到导电碳纤维热塑料性复合材料。上述方案中，利用回收的废料加入到复合材料中，降低成本并满足环保要求，在基料中加入了导电粒子，使得复合材料具有较好的导电效果，本发明的导电粒子为碳纳米管和氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒，由于氧化石墨烯包覆铝颗粒，使得氧化石墨稀的外径变大，且由于添加了抗氧剂，又可以阻止纳米铝颗粒氧化。下面通过三组实施例对本发明做进一步说明：实施例一：1）将30%的碳纤维和30%的pa6通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为6小时，使干燥后的物料含水量小于0.01wt%；2）将报废的30%的pa6热塑性复合材料回收并通过清洗机清洗，将清洗后的废料通过烘干机烘干，将烘干后的废料通过分捡机分捡，将分捡后的废料通过造粒机造粒备用；3）将纳米铝颗粒在真空条件下70摄氏度范围内搅动，通入30帕压力的氢气，同时通入50帕的石墨气体，经过24小时，然后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒备用。4）将步骤1中的混合后的pa6、步骤2中的废料复合材料、步骤3中的6%纳米铝颗粒及碳纳米管、0.5%马来酸酐接枝高密度聚乙烯、1.2%γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%有机锌类热稳定剂、0.3%抗氧剂、2%复合三聚氰胺氰尿酸盐反应；5）将步骤4中混合反应后的混合物加入螺杆挤出机料斗，高速搅拌，并将碳纤维通过挤出机加纤口加入，挤出造粒，即得到导电碳纤维热塑性复合材料。实施例二：1）将20%的碳纤维和40%的pa6通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为6小时，使干燥后的物料含水量小于0.01wt%；2）将报废的30%的pa6热塑性复合材料回收并通过清洗机清洗，将清洗后的废料通过烘干机烘干，将烘干后的废料通过分捡机分捡，将分捡后的废料通过造粒机造粒备用；3）将纳米铝颗粒在真空条件下70摄氏度范围内搅动，通入30帕压力的氢气，同时通入50帕的石墨气体，经过24小时，然后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒备用。4）将步骤1中的混合后的pa6、步骤2中的废料复合材料、步骤3中的7%纳米铝颗粒及碳纳米管、0.1%马来酸酐接枝高密度聚乙烯、0.6%γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%有机锌类热稳定剂、0.3%抗氧剂、1%复合三聚氰胺氰尿酸盐反应；5）将步骤4中混合反应后的混合物加入螺杆挤出机料斗，高速搅拌，并将碳纤维通过挤出机加纤口加入，挤出造粒，即得到导电碳纤维热塑性复合材料。实施例三：1）将25%的碳纤维和40%的pa6通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为6小时，使干燥后的物料含水量小于0.01wt%；2）将报废的25%的pa6热塑性复合材料回收并通过清洗机清洗，将清洗后的废料通过烘干机烘干，将烘干后的废料通过分捡机分捡，将分捡后的废料通过造粒机造粒备用；3）将纳米铝颗粒在真空条件下70摄氏度范围内搅动，通入30帕压力的氢气，同时通入50帕的石墨气体，经过24小时，然后降温制得氧化石墨稀包覆纳米铝颗粒备用。4）将步骤1中的混合后的pa6、步骤2中的废料复合材料、步骤3中的9%纳米铝颗粒及碳纳米管、0.1%马来酸酐接枝高密度聚乙烯、0.3%γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1%有机锌类热稳定剂、0.3%抗氧剂、0.2%复合三聚氰胺氰尿酸盐反应；5）将步骤4中混合反应后的混合物加入螺杆挤出机料斗，高速搅拌，并将碳纤维通过挤出机加纤口加入，挤出造粒，即得到导电碳纤维热塑性复合材料。实施例1-3配方及材料性能见表1：实施例一实施例二实施例三pa6304040碳纤维302025报废的复合材料303025导电粒子679马来酸酐接枝高密度聚乙烯0.50.10.1γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.20.60.3有机锌类热稳定剂110.1亚磷酸酯类抗氧剂0.30.30.3复合三聚氰胺氰尿酸盐210.2层间断裂韧性/(kj/m2)1.1-2.01.2-1.50.8-1.0拉伸强度/mpa308730572890拉伸弹性模量/gpa152150131弯曲强度/mpa158015721480弯曲弹性模量/gpa142137114导电率（s/cm）650065006500缺口冲击强度10.19.88.7当前第1页12