[发明专利]一种拉杆箱脚轮支架用碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种拉杆箱脚轮支架用碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，涉及尼龙材料技术领域。一种拉杆箱脚轮支架用碳纤维增强尼龙复合材料，按重量份计包括以下组分：尼龙35‑45份、PAR塑料10‑15份、活性碳纤维15~25份、MBS增韧剂5~10份、纳米氧化铝3~5份、石墨粉4‑6份、偶联剂0.6‑1份、助剂3.6‑7.5份，其中，所述活性碳纤维的制备方法为：将碳纤维、高锰酸钾放入浓硫酸中氧化，得到液相氧化的活性碳纤维。本发明通过强酸氧化碳纤维，增强碳纤维的分散性，使其能够分散均匀，增强碳纤维的浸润性，增强碳纤维与尼龙的接触表面能和粘结强度；纳米氧化铝、石墨复合作为增强材料，提高复合材料的耐磨性、刚性；制备出的复合材料质量轻、拉伸强度、耐磨性大、摩檫系数小。

技术领域

本发明涉及尼龙材料技术领域，具体涉及一种拉杆箱脚轮支架用碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法。

背景技术

随着能耗和制造成本的要求越来越高，传统机械零部件所采用的金属材料

越来越难以适应要求。工程塑料作为构造和机械零部件用的高性能塑料，具有

质量轻、制造成本低、容易润滑、噪声低、耐腐蚀、化学性质稳定、减震、制

造工艺简单、可设计性强等优点，因此被广泛关注，并成功应用于手动工具、

医疗器械、半导体设备、电子电器、汽车工业等领域，己成为当今世界发展最

为迅速的工程结构和机械零部件材料。常规工程塑料零部件因强度和模量低、

摩擦学性能不足等而难以实现广泛应用，而且不同应用场合对零部件材料的性

能要求不同。

碳纤维作为一种高比强度和高比模量的高性能纤维，除具有优异的力学性能外，还兼具密度低、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、导电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高、电磁屏蔽性等诸多优良特性，将碳纤维用于增强工程塑料，可获得力学和摩擦学性能优异的新型复合材料。

拉杆箱脚轮系统材料(含支架及脚轮)国内外都以增强尼龙来生产。尼龙主要通过纤维改性，可明显地改善尼龙的耐酸碱性及物理机械性能。增强尼龙包括玻璃纤维增强类/碳纤维增强类/玄武岩纤维增强类及芳纶纤维增强类。其中以玻璃纤维和碳纤维增强类为主，玻璃纤维增强尼龙是以聚合物为基体，以玻璃纤维为增强材料而制成复合材料，综合了聚合物和玻璃纤维的性能，具有强 度高、耐腐蚀、隔热、成型收缩小等优点。随着应用市场的飞跃发展，对玻璃纤维增强尼龙提出更高的要求。

拉杆箱是我们日常出行常用的物品，拉杆箱脚轮支架的结构稳定性和耐磨性是保证拉杆箱质量的一个重要因素，在长途中，人们常常因为疲惫而不爱护拉杆箱，在使用的时候很粗鲁，对拉杆箱整体性能的要求很高。现有技术中拉杆箱脚轮支架所使用的是玻璃纤维增强，基体中玻纤含量、玻纤尺寸、玻纤的分散性、玻纤与尼龙基料的粘结程度、各种助剂的正确使用决定了材料的性能，但是也存在很多问题，玻璃纤维增强的玻纤在整个机体中的分散性差，会造成材料局部机械性能差，整体的机械强度下降；另外玻璃纤维熔体粘度大，不易加工，还会增加拉杆箱的自重；玻璃纤维的耐磨性、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量低。

现有技术中也有使用碳纤维与尼龙复合的材料，但是因为碳纤维表面活性差，在制备的过程中碳纤维的分散性差，而且材料的强度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种拉杆箱脚轮支架用碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，能够提高碳纤维在机体中的分散性，制备出的产品质量轻、耐磨性好、拉伸强度好。