[发明专利]注塑级碳纤维复合材料及其制备方法、在汽车零部件上的应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体是碳纤维复合材料技术领域，更具体地涉及一种注塑级碳纤维复合材料及其制备方法，以及所述注塑级碳纤维复合材料在汽车零部件上的应用。

背景技术

碳纤维的力学性能是目前所有纤维材料中最好的，远高于玻璃纤维，与相关基材复合，可大幅度提高复合材料的综合机械性能。所以现有技术中出现了利用碳纤维材料优良力学性能来改性塑料基材的技术，得到的复合材料具有优异的机械性能、热性能以及电气性能，现有技术中与碳纤维复合的常用基材为热塑性塑料基材，而用于改性塑料基材的碳纤维形态则有长碳纤维、短切碳纤维及碳纤维颗粒等。在碳纤维复合材料中，碳纤维是主要承力组分，它不仅能提高材料的强度和模量，而且能减少收缩，提高热变形温度和冲击强度等。汽车零件使用碳纤维复合材料，与现有材料相比，拥有相当大的优势，包括（1）减轻重量：增加燃油效率；（2）抗冲击佳：吸收冲击能量；（3）降低成本：减少组装费用；（4）提高安全：疲劳特性增加；（5）保护地球：减少CO2排放。因此碳纤维复合材料在汽车零件中具有非常大的使用前景，但是现有技术中尚未出现一种能够充分满足汽车生产线需要的制备流程简单、连续、生产效率高且产品性能优越、质量稳定的碳纤维复合材料制备方法，目前现有的碳纤维复合材料其力学、热学以及电学性能尚不能完全达到汽车部件的使用要求，而且其制备工艺主要以热固性树脂基体导入模具中固化成型为主，如真空袋压法成型、树脂传递成型（RTM）等，这种制备工艺具有树脂固化速度慢、制品成型周期长等缺点，不符合汽车规模化生产使用要求，因此现有的碳纤维复合材料及其制备工艺并不适合于规模化批量连续生产，无法满足大规模生产的汽车产品的使用需求。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种注塑级碳纤维复合材料及其制备方法、以及所述注塑级碳纤维复合材料在汽车零部件上的应用方案。本发明通过创新注塑级碳纤维复合材料的配方及其制备方法，使得所提供的注塑级碳纤维复合材料具有较好的力学、热学和电学性能以及加工性能，而且其制备工艺过程具有生产周期短、可连续高效生产等优点，能够广泛应用于汽车零部件产品上，满足了汽车产品应用的规模化批量连续生产要求，具有广阔的推广前景。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种注塑级碳纤维复合材料，包括以下组份：

热塑性树脂                      100重量份；

碳纤维                              5～50重量份；

抗冲改性剂                       0～20重量份；

无机填料                          0～30重量份；

抗老化剂                          0.1～5重量份；

其它加工助剂                    0～10重量份；

其中所述碳纤维的重量份为干燥处理后的重量，所述的其他加工助剂为润滑剂和分散剂的混合物。

进一步的根据本发明所述的注塑级碳纤维复合材料，其中由以下组份混合制得：

热塑性树脂                                   100重量份；

碳纤维                                       20～30重量份；

抗冲改性剂                                   10～20重量份；

无机填料                                     15～30重量份；

抗老化剂                                     2～2.5重量份；

其它加工助剂                                 5～10重量份；

其中所述碳纤维的重量份为经偶联和干燥处理后的重量，所述其他加工助剂为润滑剂和分散剂的混合物。