[发明专利]一种热塑性复合材料产品

说明书

技术领域

本发明涉及由复合材料加工得到的产品，尤其涉及一种抗冲击性能较好的热塑性复合材料产品。

背景技术

碳纤维复合材料因其重量轻、强度好等良好的材料特性而被广泛应用于多个领域中。目前，碳纤维复合材料的加工成型工艺主要有：手糊成型、缠绕成型、树脂传递模塑成型和粒料注塑成型，其中：手糊成型和缠绕成型存在生产效率低、劳动强度大，产品质量不易控制，且采用热固性树脂材料，无法回收利用等缺点，主要用于生产汽车零件中形状简单的部件，难以满足汽车工业化生产和环保的要求；树脂传递模塑成型工艺的主要特点为闭模操作、无污染、成型压力低、增强材料可按设计要求铺设、制品两面光洁及能制成形状复杂的大型制品等，但是树脂传递模塑成型工艺采用热固性树脂材料，无法回收利用，难以满足汽车工业化生产和环保的要求；而粒料注塑成型是先将碳纤维复合材料加工成直径约为3mm、长度约15mm的长粒料，然后再将长粒料加入常规注塑机中注塑成型，其采用的是热塑性复合材料，与前几种成型工艺相比，生产效率高，加工得到的产品可回收利用，抗冲击性有明显提高，但是还是无法用来制造受力较强的部件，如制造汽车的轮毂、保险杠、加强梁及支撑架等功能性结构件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高、抗冲击性能较好，可用作汽车轮毂、保险杠等功能性结构件的热塑性复合材料产品。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种热塑性复合材料产品，由碳纤维、热塑性塑料和添加剂通过注塑成型加工得到，且加工得到的产品中50%以上的碳纤维的长度大于等于5mm。

加工得到的产品中70%以上的碳纤维的长度大于等于5mm。

所有长度大于等于5mm的碳纤维中长度为5～30mm的碳纤维占50%～95%。

所述的热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、聚烯烃及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚中的至少一种，也可以为其它类型的热塑性塑料及其组合。

所述的碳纤维是通过将连续的碳纤维粗纱加入双螺杆挤出机与预熔的热塑性塑料与添加剂的聚合物混合，并在混合的同时由双螺杆挤出机对碳纤维粗纱进行粗切割，然后将从双螺杆挤出机输出的混合物经注塑机的注射缸注射到模具中进行成型的过程中，由注射流道和模具流道对粗切割后的碳纤维进一步剪切后得到的。

与现有技术相比，本发明的优点是由于热塑性复合材料产品中碳纤维的长度大部分（50%以上）都在5～30mm，使得加工得到的产品抗冲击性能较好，可用作汽车轮毂、保险杠、加强梁及支撑架等功能性结构件，而且该产品通过注塑机在线混炼注塑成型，在加工的过程中双螺杆挤出机和注塑机的联接管道处于闭合状态，使得聚合物的温度和压力全程可控，产品质量稳定，且可加工具有复杂结构的产品，产品尺寸精确，不用后加工，生产效率高；此外，在加工过程中还可结合注塑工艺技术，加工出更精密的热塑性复合材料产品。

附图说明

图1为本发明的加工示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种热塑性复合材料产品，由碳纤维、热塑性塑料和添加剂通过注塑成型加工得到，加工得到的产品中50%以上的碳纤维的长度为5mm，且所有长度大于等于5mm的碳纤维中长度为5～30mm的碳纤维占50%～95%，碳纤维是通过将连续的碳纤维粗纱3加入双螺杆挤出机2与预熔的热塑性塑料与添加剂的聚合物混合，并在混合的同时由双螺杆挤出机2对碳纤维粗纱3进行粗切割，然后将从双螺杆挤出机2输出的混合物经注塑机的注射缸4注射到模具5中进行成型的过程中，由注射流道和模具流道对粗切割后的碳纤维进一步剪切后得到的。

上述实施例中，热塑性塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、聚烯烃及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚中的至少一种，也可以为其它类型的热塑性塑料及其组合；添加剂为常规注塑加工中常用的添加剂，如：抗氧剂、相容剂等。