[发明专利]一种碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：

所述表面改性的碳纤维所用的改性剂包括离子液体。

2.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述改性剂还包括聚丙烯腈。

3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述离子液体为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-腈丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、环氧基咪唑型四氟硼酸盐中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述表面改性的碳纤维是指对聚丙烯腈基碳纤维或沥青基碳纤维进行表面改性。

5.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述表面改性的碳纤维的制备过程为：将碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待碳纤维完全浸润后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃下烘干；

或者，将改性剂的稀释液喷涂于碳纤维表面，待喷涂完毕后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待喷涂完毕后，将碳纤维置于50℃～120℃下烘干。

6.根据权利要求5所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁酮、甲苯中的一种或两种以上。

7.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA1010、PA1012、PA612、PA46中的一种或两种以上；

所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯中的一种或两种以上；

所述润滑剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸铝；

所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种或两种以上；

所述偶联剂为氨基三乙氧基硅烷偶联剂和/或氨基三甲氧基硅烷偶联剂。

8.一种权利要求1至7中任一项权利要求所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚酰胺、相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比混合，获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口送入该双螺杆挤出机中，挤出、造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：先将聚酰胺于80℃～100℃下烘2～4小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合3～5分钟，获得混合物料。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度240℃～250℃，二区温度为260℃～270℃，三区温度270℃～280℃，四区温度240℃～250℃，五区温度230℃～240℃，六区温度220℃～230℃，七区温度220℃～230℃，模头温度为250℃，螺杆转速为200～350RPM/min；

所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。