[发明专利]高性能连续碳纤维增强ABS复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，包含以下重量份的组分：

纤维表面处理剂，其含量为相对于连续碳纤维的质量百分含量为1-10％；

所述的纤维表面处理剂为乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯无规三元共聚物、PP-g-MAH、苯乙烯-马来酸酐无规共聚物中的一种或几种；

所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将干燥好的60-90份ABS树脂、1-10份无卤阻燃剂、0.1-0.7份抗氧剂、0.1-0.6份润滑剂加入到高混机中，常温下高速混合3-5min后停止，然后将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中；

(2)采用连接于挤出机头的连续纤维增强ABS树脂的浸渍设备，将挤出机挤出的熔体从浸渍设备的熔体入口处挤入到浸渍槽中；

(3)连续碳纤维先从浸渍设备的纤维入口处进入到浸渍设备中的表面处理室，表面处理室装有纤维表面处理剂，对碳纤维进行表面处理，然后表面处理好的碳纤维紧接着进入浸渍设备的浸渍槽中，在浸渍槽中纤维进行分散并与步骤(2)所得ABS熔体进行充分浸润；

(4)步骤(3)所得充分浸润有ABS树脂后的碳纤维通过牵引机从浸渍设备的定型口模牵出，并通过切粒机切粒得到复合材料产品。

2.根据权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的ABS树脂为连续本体法生产，ABS中橡胶选自丁二烯橡胶、丁苯橡胶或者两者的混合物，其中橡胶重量为10-20％，与橡胶共聚的苯乙烯和丙烯腈组分的质量比为70-85:15-30。

3.根据权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的连续碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维或沥青基碳纤维。

4.根据权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵或磷酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1098或抗氧剂168中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述的润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌或聚乙烯蜡中的一种或几种。

7.一种如权利要求1所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将干燥好的60-90份ABS树脂、1-10份无卤阻燃剂、0.1-0.7份抗氧剂、0.1-0.6份润滑剂加入到高混机中，常温下高速混合3-5min后停止，然后将混合好的物料加入到双螺杆挤出机中；

(2)采用连接于挤出机头的连续纤维增强ABS树脂的浸渍设备，将挤出机挤出的熔体从浸渍设备的熔体入口处挤入到浸渍槽中；

(3)连续碳纤维先从浸渍设备的纤维入口处进入到浸渍设备中的表面处理室，表面处理室装有纤维表面处理剂，对碳纤维进行表面处理，然后表面处理好的碳纤维紧接着进入浸渍设备的浸渍槽中，在浸渍槽中纤维进行分散并与步骤(2)所得ABS熔体进行充分浸润；

(4)步骤(3)所得充分浸润有ABS树脂后的碳纤维通过牵引机从浸渍设备的定型口模牵出，并通过切粒机切粒得到复合材料产品。

8.根据权利要求7所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机，螺杆直径为50mm，长径比为44:1，挤出机温度为200-235℃，浸渍设备的浸渍槽温度设定在245℃。

9.根据权利要求7所述的高性能连续碳纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，所述的复合材料产品中碳纤维含量通过调节浸渍设备的定型口模尺寸在2-5mm和挤出机的转速及喂料速度来控制在10-40％之间；通过调节切粒机切刀转速，使最终制备得到的连续碳纤维增强ABS复合材料的颗粒长度控制在8-12mm，粒径控制在1-5mm。