理的短切碳纖維16份，由擠出機(jī)中部喂料口以側(cè)喂 方式加入到雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒中混煉，經(jīng)過(guò)牽條、冷卻、干燥、切粒，得到碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù) 合材料。雙螺桿擠出機(jī)料筒從加料口到機(jī)頭各段溫度范圍為：1區(qū)：220°C、II區(qū)：240°C、 III區(qū)：245°C、IV區(qū)：250°C、V區(qū)：250°C、VI區(qū)：250°C、VII區(qū)：250°C、VIII區(qū)：245°C、IX 區(qū)240°C，螺桿轉(zhuǎn)速500r/min;將所得到的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料97. 5份與主要成分是 甲苯磺酞氨基脲的發(fā)泡母粒2. 5份加入到注塑機(jī)中，注塑成型得到碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡 復(fù)合材料。注塑機(jī)料筒溫度220-290°C，注射壓力為90MPa，注射速度為70mm/s，冷卻時(shí)間為 30s。所得微發(fā)泡材料與未加碳纖材料性能對(duì)比如下：
[0043] 表1碳纖維增強(qiáng)微發(fā)泡材料與未加纖材料性能對(duì)比
[0044]
[0045] 實(shí)施例四
[0046] 將PA1010 66份、馬來(lái)酸酐接枝P0E5份、玻璃微珠15份、抗氧劑1098 0. 6份、抗 氧劑168 0. 4份的混合物放入高速混合機(jī)，混合4分鐘，然后，將上述組分混合物由料斗連 續(xù)加入雙螺桿擠出機(jī)，將經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑處理的碳含量多95%，抗拉強(qiáng)度多4000MPa，單絲 直徑是5~8m的連續(xù)碳纖維10份，由擠出機(jī)中部喂料口以側(cè)喂方式加入到雙螺桿擠出機(jī) 機(jī)筒中混煉，經(jīng)過(guò)牽條、冷卻、干燥、切粒，得到碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。雙螺桿擠出機(jī)料 筒從加料口到機(jī)頭各段溫度范圍為區(qū)：240°C、II區(qū)：260°C、III區(qū)：265°C、IV區(qū)：270°C、 V區(qū)：270°C、VI區(qū)：270°C、VII區(qū)：270°C、VIII區(qū)：265°C、IX區(qū) 260°C，螺桿轉(zhuǎn)速 500r/min; 將所得到的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料97份與主要成分是碳酸氫銨的發(fā)泡母粒3份加入到 注塑機(jī)中，注塑成型得到碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡復(fù)合材料。注塑機(jī)料筒溫度220-290°C，注 射壓力為80MPa，注射速度為80mm/s，冷卻時(shí)間為20s。所得微發(fā)泡材料與未加碳纖材料性 能對(duì)比如下：
[0047] 表1碳纖維增強(qiáng)微發(fā)泡材料與未加纖材料性能對(duì)比
[0048]
[0049] 從以上實(shí)施例與未加纖尼龍微發(fā)泡材料性能對(duì)比可以看出，采用碳纖維增強(qiáng)技 術(shù)，在保證了尼龍微發(fā)泡材料輕量化特征同時(shí)，碳纖維對(duì)尼龍微發(fā)泡材料力學(xué)強(qiáng)度等性能 具有顯著提升效果，強(qiáng)度、剛性明顯優(yōu)于未加碳纖樣品。本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是加工周期明 顯縮短，顯著降低生產(chǎn)成本。產(chǎn)品具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。另外，可根據(jù)不同需求，調(diào)整配 方比例，達(dá)到所需目標(biāo)性能，減少材料用量。
[0050] 本發(fā)明采用碳纖維增強(qiáng)技術(shù)，在保證實(shí)現(xiàn)尼龍材料輕量化的前提下，有效改善產(chǎn) 品尺寸穩(wěn)定性，顯著提高制品剛性、強(qiáng)度和耐熱性能，實(shí)現(xiàn)尼龍微發(fā)泡材料高性能化。同時(shí)， 縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率。本產(chǎn)品可通過(guò)普通注塑工藝實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。產(chǎn) 品除了適用于汽車結(jié)構(gòu)制件外，還可用于建筑、電子、體育器材等行業(yè)領(lǐng)域。
[0051] 以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，比如， 填充劑亦可為玻璃纖維。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng) 造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，原料包括以下重量份的組分： 尼龍40-70份 碳纖維10-40份 相容劑1-10份 發(fā)泡劑母粒〇. 5-6份 抗氧劑〇. 5-2份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，組分中還包 括填充劑0-20份，所述的填充劑為碳酸鈣、玻璃微珠、滑石粉中的一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，所述的尼龍 為 PA6、PA66、PA1010 中的一種； 所述的碳纖維表面經(jīng)過(guò)硅烷偶聯(lián)劑處理，碳纖維為連續(xù)碳纖維或者短切碳纖維； 所述的相容劑為馬來(lái)酸酐接枝POE或者馬來(lái)酸酐接枝PE ; 所述的發(fā)泡劑母粒的主要成份為碳酸氫銨、碳酸氫鈉、偶氮二甲酰胺、甲苯磺酞氨基 脲、偶氮二碳酸胺中的一種； 所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔抗氧劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，所述的碳 纖維是碳含量彡95%，抗拉強(qiáng)度彡4000MPa，單絲直徑是5~8 y m的連續(xù)碳纖維。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，所述的相 容劑是馬來(lái)酸酐接枝POE型。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，所述的發(fā) 泡劑母粒的主要成分是偶氮二甲酰胺。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料，其特征在于，所述的主抗 氧劑是抗氧劑1098,所述的輔抗氧劑是抗氧劑168。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 將尼龍、相容劑、填充劑、抗氧劑按一定重量比例放入高速混合機(jī)中混合4-6min，獲 得組分混合物； (2) 將上述組分混合物由料斗連續(xù)加入雙螺桿擠出機(jī)，碳纖維由側(cè)喂料口加入到雙螺 桿擠出機(jī)中混煉擠出，經(jīng)過(guò)牽條、冷卻、干燥、切粒，得到碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料； (3) 將步驟（2)中所得到的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料和發(fā)泡劑母粒按94-99. 5份和 0. 5-6份混合后加入到注塑機(jī)中，注塑成型得到高性能碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料的制備方法，其特征在于， 所述步驟（1)中，雙螺桿擠出機(jī)料筒從加料口到機(jī)頭各段溫度范圍為區(qū)：220-240°C、II 區(qū)：240-260°C、III 區(qū)：245-265°C、IV 區(qū)：250-270°C、V 區(qū)：250-270°C、VI 區(qū)：250-270°C、 VII 區(qū)：250-270°C、VIII 區(qū)：245-265°C、IX 區(qū) 240-260°C，螺桿轉(zhuǎn)速 500r/min。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料的制備方法，其特征在 于，所述步驟（3 )中注塑機(jī)料筒溫度為220-290 °C，注射壓力為60-1OOMPa，注射速度為 50-90mm/s，冷卻時(shí)間為 10-40s。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微發(fā)泡尼龍材料及其制備方法，尤其是一種碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的原料由以下重量份的組分組成：尼龍40-70份，碳纖維10-40份，相容劑1-10份，發(fā)泡母粒0.5-6份，抗氧劑0.5-2份。本發(fā)明采用質(zhì)輕、高強(qiáng)、高模、高耐熱的碳纖維增強(qiáng)尼龍微發(fā)泡復(fù)合材料，顯著提高了材料的抗拉強(qiáng)度、彎曲模量、耐熱性能，同時(shí)減輕了材料重量，獲得了一種具有輕量化特征的高性能尼龍微發(fā)泡材料。本發(fā)明可應(yīng)用到汽車結(jié)構(gòu)制件，如散熱器風(fēng)扇、進(jìn)氣歧管、空氣濾清器殼體、發(fā)電機(jī)蓋、電器外殼、冷卻排管、座椅主體、座椅滑軌、油門踏板等，實(shí)現(xiàn)汽車結(jié)構(gòu)制件用材料輕量化；也可用于其它領(lǐng)域，比如電動(dòng)工具、建筑等。
【IPC分類】C08K13/06, C08K5/134, C08J9/08, B29C47/92, C08L77/02, C08J9/10, C08K3/26, C08K7/20, C08L51/06, C08K3/34, C08J5/06, B29C45/76, C08K7/06, C08K5/20, C08K9/06, C08K5/526, C08L77/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105038217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510481823
【發(fā)明人】王濱, 吳汾, 蔣頂軍, 周勇, 張圣國(guó)
【申請(qǐng)人】南京聚隆科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日