[发明专利]一种废料连续增强碳纤维热塑性复合材及其制备方法

说明书

本发明涉及新能源汽车材料技术领域，特别涉及一种废料连续增强碳纤维热塑性复合材及其制备方法。原料包括以下组分及重量份含量：尼龙45‑60，碳纤维30‑50，相容剂5‑10，润滑剂1‑3，填充剂0.8‑1.2，氮化硼1‑3，其中，碳纤维中包含废料碳纤维20‑30。本发明的目的在于提供了一种能降低成本的废料连续增强碳纤维热塑性复合材及其制备方法。

技术领域

本发明涉及新能源汽车材料技术领域，特别涉及一种废料连续增强碳纤维热塑性复合材及其制备方法。

背景技术

在过去的半个世纪中，航空航天、新能源汽车等高技术领域应用的先进结构材料一直被髙性能热固性复合材料所占据。由于热固性复合材料在应用过程中存在着耐热性差、抗冲击性和抗损伤能力低、制造成本髙等不足之处，在一定程度上限制了其应用范围，而随着碳纤维复合材料的发展，碳纤维复合材料与热固性复合材料相比，具有许多优点，例如：断裂韧性高、断裂伸长率大；成型过程中无化学反应，因此成型速度快，成型周期短；预浸料可以无限期存放，且对存放无特殊要求等，因此碳纤维热塑性复合材料逐渐取代了传统的热固性复合材料；特别新能源汽车的大力发展，碳纤维热塑性复合材料被广泛用于新能源汽车领域。

由于碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好，因此，碳纤维的制作成本较高，因此市场上的价格也较为昂贵，因此，碳纤维复合材料的整体成本高。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明的目的在于提供了一种能降低成本的废料连续增强碳纤维热塑性复合材及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：一种废料连续增强碳纤维热塑性复合材料，原料包括以下组分及重量份含量：尼龙45-60，碳纤维30-50，相容剂5-10，润滑剂1-3，填充剂0.8-1.2，氮化硼1-3，其中，碳纤维中包含废料碳纤维20-30。

所述的碳纤维为拉伸模量大于700GPa，热导率大于200W/(mK)的沥青基碳纤维或平均长度为10μm～2mm的短切碳纤维。

所述的相容剂为马来酸酐相容剂。

所述的润滑剂选自乙撑双脂肪酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一种或几种。

所述的填充剂为A616。

所述的氮化硼内添加有催化剂，该催化剂为三氧化二铬。

上述废料连续增强碳纤维热塑性复合材料的制备方法，采用以下步骤：

1)将10-30的碳纤维和尼龙通过烘干机充分干燥备用，烘干时间为4-5小时，使干燥后的物料含水量小于0.02wt％；

2)将汽车报废的废料回收并通过清洗机清洗；

3)将清洗后的废料通过烘干机烘干；

4)将烘干后的废料通过分捡机分捡；

5)将分捡后的废料通过粉碎机粉碎；

6)将粉碎后的废料通过造粒机造粒，在造粒过程中添加1％左右的增韧剂、1％左右的润滑剂及1％左右的助剂；

7)将造粒后的废料冷却，形成废料碳纤维；

8)将三氧化二铬与氮化硼混合反应备用；

9)将步骤1中的碳纤维与废料碳纤维、尼龙及混合后的氮化硼混合，并通过加热器加温，加热时间为1-1.5小时，温度为220℃-250℃；