[发明专利]一种高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于包含以下质量分数的组分：

聚酰胺28.7～78.8 %

碳纤维10～45 %

聚偏氟乙烯10～20 %

爽滑剂1～5 %

纳米填料1～8 %

分散剂0.1～1 %

其它助剂0.1～0.3 %；

上述各组分百分含量之和为100%；

所述的聚偏氟乙烯为分子量大于等于100万的聚偏氟乙烯；

所述的爽滑剂为具有有机硅氧烷结构的有机硅聚合物及其共聚物；

所述的聚酰胺为不同粘度的聚酰胺66和聚酰胺6的混合物；

所述的聚酰胺66和聚酰胺6的质量比为80:20～99:1；

所述的聚酰胺66为粘度为3.0～3.8 Pa·s的聚酰胺66；

所述的聚酰胺6为粘度为2.0～2.8 Pa·s的聚酰胺6。

2.根据权利要求1所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于包含以下质量分数的组分：

聚酰胺40～60 %

碳纤维20～40 %

聚偏氟乙烯13～17 %

爽滑剂1～3 %

纳米填料2～5 %

分散剂0.5～0.8 %

其它助剂0.2 %。

3.根据权利要求1所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：

所述的碳纤维为聚丙烯腈基材的碳纤维、黏胶丝碳纤维和沥青丝碳纤维中的至少一种；

所述的纳米填料为具有纳米尺寸的金属氧化物；

所述的分散剂为季戊四醇酯类分散剂、硅酮类分散剂和树枝状化合物中的至少一种；

所述的其他助剂为加工稳定剂和抗氧剂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：

所述的碳纤维为聚丙烯腈基材的碳纤维；

所述的爽滑剂为聚甲基硅氧烷、聚乙基硅氧烷、聚苯基硅氧烷和有机硅氧烷共聚物中的至少一种；

所述的纳米填料为纳米二硫化钼、纳米二氧化钼、纳米氧化锌、纳米二氧化钛和纳米氧化铝中的至少一种；

所述的分散剂为季戊四醇油酸酯、季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬酯酰胺和有机硅类分散剂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的聚酰胺66和聚酰胺6的质量比为90:10～95:5。

6.一种根据权利要求1～5任一项所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于包括以下具体操作步骤：

（1）将聚酰胺、聚偏氟乙烯、爽滑剂、纳米填料、分散剂和其它助剂加入高速搅拌机中混合均匀；

（2）将步骤（1）中的混合物料通过主喂料口加入双螺杆挤出机中，碳纤维经双螺杆挤出机排气口加入双螺杆挤出机中，熔融共混，挤出造粒，即得到碳纤维增强聚酰胺材料。

7.根据权利要求6所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：

步骤（1）中所述混合的条件为混合温度为室温～80℃，在200～400 r/min的速度下搅拌10～30 min；

步骤（2）中所述的双螺杆挤出机的主机的螺杆转速为350～430 r/min，料斗进料螺杆的转速为24～35 r/min；

步骤（2）中所述的挤出造粒的挤出机各加热段的温度为180～255℃。

8.根据权利要求1～5任一项所述的高耐磨碳纤维增强聚酰胺复合材料在电子器件和电动工具上的应用。