[发明专利]一种低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强尼龙复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强尼龙复合材料及其制备方法；所述尼龙复合材料的组分按重量份计为：尼龙树脂40～90％、扁平碳纤维10～50％、相容剂0～10％、润滑剂0.2～1％，抗氧剂0.1～1％。与目前市场上常见的截面为圆形的碳纤维增强尼龙复合材料相比，本发明的扁平碳纤维增强尼龙复合材料在保持较高的力学性能和导电性能的同时，而且具有尺寸稳定、低翘曲的优良性能，提升了尼龙复合材料的应用附加值，可用于IC托盘等对平整度要求较高的领域。

技术领域

本发明涉及一种纤维增强尼龙复合材料，具体涉及一种低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强尼龙复合材料及其制备方法，这是一种工艺简单、适用于对力学性能、导电性及平整度有高要求的一种碳纤维增强尼龙复合材料。

背景技术

在高科技的推动下，工程塑料得到了迅速的发展，其中尼龙由于耐高温，力学性能好，越来越受到人们的欢迎，为了满足不同领域的需要，通常对其进行进一步改性，如专利CN105504803A,CN102329517A,US3453356，US3632254对通过纤维增强提高尼龙材料的力学性能进行了研究，通过改性的尼龙复合材料在电子电器、汽车、机械设备和精密仪器得到了广泛的应用。然而，近年来，在应用中对于电器部件、汽车部件的尼龙制件的力学性能、导电性及平整度提出了越来越高的要求，专利CN103740102A用石墨烯作为导电填料制备导电尼龙，CN201810055382.6用碳纳米管作为导电填料制备导电尼龙，专利CN201210388292.1用导电炭黑作为导电填料制备导电尼龙，但是这些方法其制备的导电尼龙复合材料力学性能较差，CN201910646204.5用碳纤维作为增强剂剂导电材料制备导电尼龙复合材料，其力学性能较高，但是常规的碳纤维增强尼龙所制备的制品，其翘曲度较大，但是对于平整度要求较高制品，这种方法达不到相关要求，而一些发明者选用添加部分防翘曲剂(如玻璃微珠)能够改善复合材料的平整度问题，但是效果不是很明显，且会影响复合材料及制品的力学性能。

因此，为了改善碳纤维增强尼龙制品平整度要求，有必要进一步加强研究工作，开发出一种尺寸稳定性、高力学性能及平整度优异的碳纤维增强尼龙复合

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强尼龙复合材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低翘曲、导电且高力学性能的纤维增强尼龙复合材料，由以下重量百分比计的原料组成：

尼龙树脂：40～90％；

扁平碳纤维：10～50％；

相容剂：0～10％；

润滑剂：0.2～1％；

抗氧剂：0.1～1％。

所述的尼龙树脂可以尼龙6、尼龙66、高温尼龙如PA6T、PA9T、PA10T，长碳链尼龙如PA12、PA612等尼龙的一种或者几种尼龙的组合物。

所述的扁平碳纤维表面经过上浆硅烷化处理，其长度为6mm，堆积密度大于300g/L。所述的扁平碳纤维的制备方法如下：制备聚丙烯腈纺丝原液，经脱单、脱泡后的聚丙烯腈纺丝原液经过滤、计量后，通过喷丝头挤出后形成纺丝细流，生产过程中使用的喷丝头是矩形喷孔组合喷丝头,其喷丝帽喷孔形状为矩形，其长宽比为4:1，之后进入凝固浴凝固成型，进行牵伸、水洗、干燥致密化，得到高性能碳纤维用扁平聚丙烯腈原丝，扁平聚丙烯腈原丝通过氧化，低温碳化、高温碳化之后经过上浆硅烷化处理再收卷，得到扁平碳纤维，之后切成6mm的短扁平碳纤维,其堆积密度大于300g/L。

所述的相容剂为马来酸酐接枝的EPDM、POE和SEBS中的一种或者几种组合。

所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、石蜡、聚乙烯蜡或者硅酮母粒的一种或者几种组合。