一种连续长碳纤维增强热塑性树脂基纳米复合材料及其制备方法和应用
2019-11-22

一种连续长碳纤维增强热塑性树脂基纳米复合材料及其制备方法和应用

本发明公开了一种连续长碳纤维增强热塑性树脂基纳米复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料中包含:长碳纤维、热塑性树脂、填充料和助剂,并采用等静压熔融树脂浸渍复合工艺方法制备具有多相态结构特征的多组份共混物复合材料。其中,长碳纤维(LCF)重量含量为:40‑70wt%;热塑性树脂重量含量为:25‑40wt%;填充料重量含量为:3‑15wt%;助剂重量含量为:2‑5wt%。在加工成形部件制品中的长碳纤维(LCF)保留长度尺寸为:0.5‑15mm,且满足正态分布要求≥80%。本发明的复合材料具有:比重小、强度高、韧性好、导电导热好、耐磨损、耐腐蚀、耐疲劳、生产工艺简单、制件加工成本低等优异性能与特点。

45型双螺杆挤出机的机头装配有传感器(粘度、温度和压力)自动控制的特殊设计碳纤维(LCF)融熔浸渍槽,同时挤出机料筒内融熔温度分别设定为:235°C(—节),245°C(二节),250°C(三节),267°C(四节),浸渍槽口模模具内部里的静压力控制为165MPa,制备得到长碳纤维增强PA66纳米复合材料(粒料,LFT-PA66-LCF40),冷却后再施加恒定压力125MPa进行密实压冷固结2min,并根据性能使用要求将复合材料(预浸料颗料)拉条切割成尺寸长度的粒料(颗粒),粒料长度尺寸为:10.83mm,直径尺寸为:5.71mm,对其的物理和力学性能参数测试如表1所示。

45型双螺杆挤出机的机头装配有传感器(粘度、温度和压力)自动控制的特殊设计碳纤维(LCF)融熔浸渍槽,同时挤出机料筒内融熔温度分别设定为:235°C(—节),245°C(二节),250°C(三节),267°C(四节),浸渍槽口模模具内部里的静压力控制为165MPa,制备得到长碳纤维增强PA66纳米复合材料(粒料,LFT-PA66-LCF40),冷却后再施加恒定压力125MPa进行密实压冷固结2min,并根据性能使用要求将复合材料(预浸料颗料)拉条切割成尺寸长度的粒料(颗粒),粒料长度尺寸为:10.83mm,直径尺寸为:5.71mm,对其的物理和力学性能参数测试如表1所示。

采用精密控制的连续碳纤维丝纱(CF,日本东丽公司T700,12K)在21m/s牵引速率下与上述热塑性树脂共混物在45型双螺杆挤出机上的可以加热加压下的特殊浸渍槽口模模具处共挤出复合材料(粒料)拉条,其中以长碳纤维增强PA66纳米复合材料(粒料,LFT-PA66-LCF50)总重量计算,碳纤维(LCF)重量含量占50wt%,形成多相态(纳米-微米)结构特征的多组份共混复合物重量含量占50wt%。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。

采用精密控制的连续碳纤维丝纱(CF,日本东丽公司T700,12K)在21m/s牵引速率下与上述热塑性树脂共混物在45型双螺杆挤出机上的可以加热加压下的特殊浸渍槽口模模具处共挤出复合材料(粒料)拉条,其中以长碳纤维增强PA66纳米复合材料(粒料,LFT-PA66-LCF50)总重量计算,碳纤维(LCF)重量含量占50wt%,形成多相态(纳米-微米)结构特征的多组份共混复合物重量含量占50wt%。