[发明专利]一种碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法。所述碳纤维增强尼龙复合材料按重量百分比算，包括如下组分：尼龙树脂50%~75%；助剂0%~10%；碳纤维20%~40%；碳纤维增强尼龙复合材料中，碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：小于1200um 15%~25%；1200um~1800um 65%~75%；大于1800um 5%~10%。制备得到的碳纤维增强尼龙复合材料刚性增强的同时具有优异的抗冲击性能，达到刚韧平衡，增加了尼龙材料的适用性和实用性。

技术领域

本发明涉及热塑性复合材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维增强尼龙复合材料。

背景技术

碳纤维（carbon fiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

碳纤维增强热塑性(树脂基)复合材料(LCFT)具有质量轻、性能高、生产效率高、易回收、可循环重复使用等突出特点，与热固性(树脂基)复合材料(LCFP)相比，其可回收性优势明显，同时可采用高效率的注塑、模压等工艺制造产品。碳纤维自身是高模高强的材料，其加入会大大提高材料的刚性，但是材料刚性的增加导致材料的抗冲击性能下降，不能达到刚韧平衡，常规手段是增加各种助剂，但是众所周知，增加助剂又会影响尺寸稳定性和加工流动性。因此，急需一种工艺解决方法，使复合材料刚性增强的同时具有优异的抗冲击性能，达到刚韧平衡，增加材料的适用性和实用性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种碳纤维增强尼龙复合材料，达到刚韧平衡。

本发明的另一目的在于提供一种碳纤维增强尼龙复合材料的制备方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种碳纤维增强尼龙复合材料，按重量百分比算，包括如下组分：

尼龙树脂50%~75%；

助剂0%~10%；

碳纤维20%~40%；

其中，碳纤维增强尼龙复合材料中碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：

小于1200um 15%~25%；

1200um~1800um 65%~75%；

大于1800um 5%~10%。

发明人经过大量实验发现，碳纤维增强尼龙复合材料中调节碳纤维保留长度及含量分布，实现碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：小于1200um 15%~25%；1200um~1800um 65%~75%；大于1800um 5%~10%。由此得到的碳纤维增强尼龙复合材料刚性增强的同时具有优异的韧性，达到刚韧平衡，增加了材料的适用性和实用性。

优选地，碳纤维保留长度及其分布按重量百分比算，包括如下组分：

小于1200um 15%~20%；

1200um~1800um 70%~75%；

大于1800um 7%~10%。

所述尼龙树脂为PA6、PA66、PA610中的一种或多种。

优选地，所述尼龙树脂为PA6。

优选地，所述PA6数均分子量为13000~23000。