[发明专利]一种碳纤维废丝增强聚碳酸酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维废丝增强聚碳酸酯复合材料，其特征在于，其组分及质量百分含量为：聚碳酸酯65.0～90.0wt.％、经过表面处理的碳纤维废丝5.0～30.0wt.％、相容剂1.0～5.0wt.％、抗氧剂0.2～0.5wt.％、光稳定剂0.1～0.3wt.％和紫外线吸收剂0.1～0.3wt.％；所述经过表面处理的碳纤维废丝为先经过浓硝酸对碳纤维废丝表面进行氧化、然后经硅烷偶联剂、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚和双酚A型环氧树脂中的一种或几种进行表面处理的碳纤维废丝。

2.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。

3.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，碳纤维废丝为废弃的热固性树脂基碳纤维复合材料制件或制品在氮气保护下经过350℃树脂煅烧除去树脂后，所剩余的碳纤维废丝。

4.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的双酚A型环氧树脂为E-51型双酚A环氧甘油醚。

5.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的相容剂为聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、低密度聚乙烯接枝马来酸酐的接枝共聚物中的一种或两种，接枝共聚物的接枝率0.2％～0.8％。

6.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为β-(4-羟基-2，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯(即抗氧剂1076)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)、N，N′-双-[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺(即抗氧剂1098)中的一种或两种。

7.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的光稳定剂为聚[1-(2’-羟乙基)-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酯](即即光稳定剂622)或聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)胺]-1，3，5-三嗪-2，4-二基]-[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1，6-二已基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]}(即光稳定剂944)中的一种或两种。

8.按照权利要求1的复合材料，其特征在于，所述的紫外线吸收剂为2-(2′-羟基-3′，5′双(a，a-二甲基苄基)苯基)苯并三唑(紫外线吸收剂UV-234)和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(紫外线吸收剂UV-531)中的一种或两种。

9.按照权利要求1的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将碳纤维废丝浸泽在浓硝酸中处理1小时，使其表面氧化并活化，然后经洗净、干燥，再置于硅烷偶联剂、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚或双酚A型环氧树脂中的一种或几种的丙酮溶液中，进行湿法表面处理3小时；

第二步，将经湿法表面后的碳纤维废丝置于70℃的真空烘箱中充分干燥；同时将聚碳酸酯、相容剂放在90℃的电热恒温鼓风干燥箱内充分干燥；

第三步，按上述物料的质量百分含量，分别称取聚碳酸酯、相容剂、抗氧剂、光稳定剂和紫外吸收剂，并将所有粉料、粒料置入混合机中混合均匀，同时称取相应质量百分比的经表面处理后的碳纤维废丝备用；

第四步，将混合好的粒状物料通过料斗加入双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出，同时使用配备失重计量秤的侧喂料装置，将经过干燥后的碳纤维废丝，从双螺杆挤出机中段的侧喂料口加入，并开启位于双螺杆挤出机末端的真空泵，螺杆转速在180～200转/分钟，同时通过控制主喂料机螺杆转速和侧喂料机的加料速度，使复合材料中的碳纤维废丝的质量百分含量达到所要求的值，料筒各段的温度控制在240～265℃，机头出口温度控制在250～255℃；

第五步，将挤出的复合材料熔体拉条浸入冷水水槽内冷却，并在造粒机上造粒，然后过筛、干燥，最终得到碳纤维废丝增强聚碳酸酯复合材料。