碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法，包括聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)樹脂100份，瀝青基短切碳纖維20～80份，無機填料10～20份，偶聯(lián)劑0.5～5份，抗氧劑0.2～1份以及潤滑劑0～3份。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的復(fù)合材料剛性高、導(dǎo)熱性能好，適用于薄壁化、輕量化汽車零部件及電子/電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)加工；并且原材料成本低、制備工藝簡單，適合于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。
【專利說明】碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于碳纖維復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種導(dǎo)熱性能優(yōu)良的碳纖維增強 聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)復(fù)合材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] PBT (聚對苯二甲酸丁二醇酯）是一種結(jié)晶性線型飽和聚酯，PBT樹脂以其優(yōu)良的 耐熱性、耐候性、耐藥品性、電絕緣性、加工性能，尤其是良好的綜合性能而在電子電器、汽 車工業(yè)和機械、儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域中得到廣泛地應(yīng)用。具體用途如作為汽車中的 分配器、車體部件、點火器線圈骨架、絕緣蓋、排氣系統(tǒng)零部件、摩托車點火器，電子電氣工 業(yè)中的連接器、電視機的偏轉(zhuǎn)線圈、顯象管和電位器支架、伴音輸出變壓器骨架、適配器骨 架，開關(guān)接插件、電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機電機端蓋、軸套，另外還有運輸機械零件，縫紉機和 紡織機械零件、鐘表外殼、鏡筒、電熨斗罩、水銀燈罩等等。提升PBT的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能 對于輕量化的汽車零部件及小型化的電子電氣元件的質(zhì)量安全、促進其散熱、提高其精度、 延長壽命等具有愈來愈重要的作用。
[0003] 高分子材料強度和導(dǎo)熱性的提高均可采用復(fù)合改性方法。為提高PBT樹脂的強 度，一般可以通過玻璃纖維、碳纖維等增強復(fù)合的方法，其中增強用的碳纖維主要是聚丙烯 腈基碳纖維，它能夠顯著提高PBT材料的強度和模量，但是對提高導(dǎo)熱性作用不大。為提高 PBT的導(dǎo)熱性，通常采用填充高熱導(dǎo)率的填料粒子，制備填充型導(dǎo)熱復(fù)合材料。常用的導(dǎo)熱 填料包括：一、金屬填料，如銀、銅、鋁、鎂、鎳等粉末；二、無機非金屬填料，如氮化鋁、氮化 硼、氧化鎂、碳化硅等氮化物、氧化物、碳化物等；三、具有石墨結(jié)構(gòu)的碳材料，如石墨烯、碳 納米管、納米碳纖維及浙青基碳纖維等。但是金屬導(dǎo)熱填料存在密度大、有腐蝕性以及帶來 PBT材料力學(xué)性能下降等缺點；無機非金屬填料對PBT樹脂導(dǎo)熱性提高并不是很有效果，往 往也會使PBT樹脂力學(xué)性能下降。而采用碳材料中的石墨烯、碳納米管及納米碳纖維等的 方法雖然能夠顯著提高PBT樹脂的導(dǎo)熱性，但這些材料尚不能工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，價格昂 貴，所涉及的技術(shù)更是僅僅停留在實驗室研究階段。高性能浙青基碳纖維是少有的已經(jīng)實 現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的具有石墨結(jié)構(gòu)的碳材料，日本帝人公司（如中國專利CN101935919B 等）采用了高導(dǎo)熱浙青基碳纖維來提高聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚丙烯、聚乳酸和有機硅等樹 脂的導(dǎo)熱性，但目前還沒有將該方法用于提高PBT導(dǎo)熱性和/或力學(xué)性能的報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可同時顯著提 高材料的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能、原材料成本低、制備工藝簡單的適用于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的 碳纖維增強PBT樹脂復(fù)合材料及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)；
[0006] 碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，原料包括以下組分及重量份含量：聚對苯二甲 酸丁二醇酯樹脂100,碳纖維20?80,無機填料10?20,偶聯(lián)劑0. 5?5,抗氧劑0. 2?1， 潤滑劑0?3。
[0007] 所述的聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂選自擠出級、注塑級、高流動級或阻燃級的粒 料或粉料中的一種。
[0008] 對于碳纖維的含量，本體系有嚴(yán)格的規(guī)定，當(dāng)短碳纖維含量小于20份時，無法在 聚丙烯樹脂基體內(nèi)形成完善的導(dǎo)熱通道，所以對聚丙烯樹脂導(dǎo)熱性能的提高不顯著。碳纖 維含量越高，聚丙烯樹脂的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能越高。但是當(dāng)短碳纖維的質(zhì)量百分比過高， 其含量大于80份時，對混合設(shè)備的磨損嚴(yán)重，縮短螺桿的使用壽命。另外，含量過高會使復(fù) 合材料的熔融粘度高、熔體流動性下降，因而對成型加工帶來不利，尤其不利于薄壁、復(fù)雜 結(jié)構(gòu)制品的成型。
[0009] 作為優(yōu)選的實施方式，碳纖維是高性能浙青基碳纖維，其拉伸模量大于700GPa， 熱導(dǎo)率大于200WAmK)。可以選用商品化的DIALEAD?系列的K1392U，K13C6U，K13D2U， K63A12 或者Cytee Thornei?.系列的 P-1002K，P-100S 2K，P-120 2K，P-120S 2K 等浙青基 碳纖維，也可以是其它具有相當(dāng)模量及熱導(dǎo)率的浙青基碳纖維。
[0010] 作為優(yōu)選的實施方式，碳纖維還可以采用浙青基短切碳纖維，平均長度為 ΙΟμπι?2_。當(dāng)纖維長度小于ΙΟμπι時，不利于纖維在聚丙烯樹脂基體內(nèi)形成連續(xù)的熱傳 導(dǎo)通路，不能夠有效提高聚丙烯樹脂的熱傳導(dǎo)性能；所以，纖維長度值越大越有利于提高材 料的強度、模量以及熱傳導(dǎo)性。但是當(dāng)纖維長度大于2mm時，將造成復(fù)合材料熔融粘度高， 流動性差，給后續(xù)的制品的成型加工帶來困難，尤其不利于薄壁、復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品的成型加 工。
[0011] 所述的無機填料選自滑石粉、氧化鎂、氧化鋁、碳化硅、硅藻土或云母粉中的一種 或幾種。
[0012] 所述的偶聯(lián)劑選自氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550)、縮水甘油醚氧丙基三 甲氧基硅烷（ΚΗ-560)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷 (KH-570)、正鈦酸四異丙酯、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯（KR38S)或雙（二辛 氧基焦磷酸酯基）乙撐鈦酸酯中的一種或幾種。
[0013] 所述的抗氧劑選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯 (抗氧劑1010)，β - (3. 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇脂（抗氧劑1076)，Ν， Ν'-雙-(3-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙?；┘憾罚寡鮿?098)或三[2,4-二 叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑168)中的一種或幾種。
[0014] 所述的潤滑劑選自乙撐雙脂肪酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一種或 幾種。
[0015] 碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法采用以下步驟：
[0016] (1)將原料聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、碳纖維和無機填料充分干燥；
[0017] (2)按照配比稱取各組分原料；
[0018] (3)將除碳纖維以外的各組分原料在高速混合內(nèi)高速；
[0019] (4)將步驟（3)混合得到的物料加入雙螺桿擠出機料斗，碳纖維于擠出機加纖口 加入，擠出造粒，即制備得到碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料。
[0020] 步驟（1)中的干燥是在100?140°c下鼓風(fēng)干燥4?6小時，使得干燥后物料含水 量小于0· 02wt%。
[0021] 步驟（4)中雙螺桿擠出機自喂料口至擠出機模頭的六區(qū)溫度設(shè)定分別為190°C、 220°C、240°C、240°C、240°C、240°C，主機轉(zhuǎn)速為 240 ?600 轉(zhuǎn) / 分鐘。
[0022] 浙青基碳纖維是以石油重油浙青、煤焦油浙青或萘系等稠環(huán)芳烴化合物為原料制 備的碳纖維，按照性能可分為通用級浙青基碳纖維和高性能浙青碳纖維兩類。高性能浙青 碳纖維具有密度小、模量高（最高已達930GPa，達到理論值的91 % )、導(dǎo)熱性優(yōu)異（熱導(dǎo) 率高達600?SOOWAmK)，是金屬中導(dǎo)熱性最好的銅的1. 5?2倍）、和熱膨脹系數(shù)小等優(yōu) 點。利用浙青基碳纖維增強PBT樹脂所制備的復(fù)合材料，既能夠大幅度提高PBT樹脂的模 量（剛性），滿足電子/電氣制品薄壁化、輕量化的要求，同時又能夠大幅度提高PBT樹脂的 導(dǎo)熱性能。此外，由于浙青基碳纖維熱膨脹系數(shù)極低，還能夠提高PBT樹脂制品的尺寸穩(wěn)定 性，有利于制造高精度尺寸的產(chǎn)品。復(fù)合材料的力學(xué)性能受到纖維含量、界面等因素影響； 而導(dǎo)熱性能的提高需要在聚合物基體中形成更多的連續(xù)熱傳導(dǎo)通路，受到纖維本身的導(dǎo)熱 性能、含量、分散等因素影響，本發(fā)明人綜合考慮這些影響因素，通過對復(fù)合工藝的調(diào)整、螺 桿組合及轉(zhuǎn)速及各種助劑的選配等方面進行大量研究，完成了本發(fā)明。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效克服了填充PBT樹脂力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能二者不能 兼顧的以往技術(shù)的缺點，制備了一種力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能夠同時得到提高的碳纖維增強 PBT熱塑性復(fù)合材料，適合用來制造薄壁化、輕量化的汽車零部件及電子/電氣產(chǎn)品，可極 大擴展PBT樹脂材料的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的原料成本低、制備工藝簡單、適合于工業(yè)連 續(xù)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0025] 實施例及比較例中使用的PBT樹脂的密度為1. 32g/cm3,彎曲模量為2. 6GPa，彎曲 強度為85MPa，熱導(dǎo)率為0. 22WAmK)。碳纖維為自制的高性能浙青基碳纖維，密度為2. 16g/ cm3,拉伸模量為760GPa，拉伸強度為2. 6GPa，熱導(dǎo)率為440WAmK)。加工前PBT樹脂、碳纖 維和無機填料均在120°C下連續(xù)鼓風(fēng)干燥5小時，使含水量均小于0. 02wt%。
[0026] 力學(xué)性能用萬能電子拉力機測量，熱導(dǎo)率用激光閃射法導(dǎo)熱系數(shù)測量儀測量。纖 維長度用熱分解后統(tǒng)計500?600根長度再取平均值的方法。
[0027] 實施例1
[0028] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維20份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳 化硅，重量比1:2:4)10份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)0.5份，抗氧劑 (1098)0. 2份以及潤滑劑0份配料；將PBT樹脂、馬來酸酐接枝PBT樹脂、無機填料、偶聯(lián) 齊U、抗氧劑及潤滑劑等投入高速混合機中高速混合均勻，下料至擠出機料斗，碳纖維于擠出 機加纖口加入，控制自喂料口至擠出機模頭的各區(qū)溫度分別為190°C、220°C、240°C、240°C、 240°C、240°C，主機轉(zhuǎn)速50赫茲，經(jīng)過雙螺桿擠出機擠出造粒即可得到該復(fù)合材料。
[0029] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為512 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度233MPa，彎曲模量15. lGPa，熱導(dǎo)率2. 2WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT 樹脂材料的2. 74倍、5. 8倍和10. 0倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著，滿足薄壁化、輕量化的汽 車零部件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材 料的制備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0030] 實施例2
[0031] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維80份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳化 硅，重量比1:2:4)10份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)5份，抗氧劑（1098)1 份以及潤滑劑（乙撐雙脂肪酸酰胺）3份配料。然后采用和實施例1相同的方法制備復(fù)合 材料。
[0032] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為124 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度623MPa，彎曲模量64. 8GPa，熱導(dǎo)率3. 8WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT 樹脂的7. 3倍、24. 9倍和17. 3倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著，滿足薄壁化、輕量化的汽車零 部件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的 制備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0033] 實施例3
[0034] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維40份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳化 硅，重量比1:2:4)10份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)2份，抗氧劑（1098)0.6 份以及潤滑劑（乙撐雙脂肪酸酰胺）1份配料。然后采用和實施例1相同的方法制備復(fù)合 材料。
[0035] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為403 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度362MPa，彎曲模量23. 9GPa，熱導(dǎo)率2. 9WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT 樹脂的4. 3倍、9. 2倍和13. 2倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著，滿足薄壁化、輕量化的汽車零部 件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的制 備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0036] 實施例4
[0037] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維40份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳化 硅，重量比1:2:4)20份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)2份，抗氧劑（1010)0.6 份以及潤滑劑（硅酮粉）1份配料。然后采用和實施例1相同的方法制備復(fù)合材料。
[0038] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為355 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度386MPa，彎曲模量25. 3GPa，熱導(dǎo)率3. lWAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT 樹脂的4. 5倍、9. 7倍和14. 1倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著，滿足薄壁化、輕量化的汽車零部 件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的制 備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0039] 實施例5
[0040] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維40份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳化 硅，重量比1:2:4)15份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)2份，抗氧劑（1010)0.6 份以及潤滑劑（硅酮粉）1份配料。然后采用和實施例1相同的方法制備復(fù)合材料。
[0041] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為368 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度377MPa，彎曲模量24. 2GPa，熱導(dǎo)率3. OWAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT 樹脂的4. 4倍、9. 3倍和13. 6倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著，滿足薄壁化、輕量化的汽車零部 件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的制 備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0042] 比較例1
[0043] 復(fù)合材料組成中碳纖維含量為10份，其它組成和制備方法和實施例1相同。
[0044] 所制備復(fù)合材料試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為633 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為： 彎曲強度130MPa，彎曲模量5. 2GPa，熱導(dǎo)率0. 91WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純 PBT樹脂的1. 5倍、2. 0和4. 1倍。和實施例1比較，本比例中碳纖維的添加量過低，無法對 PBT樹脂起到增強作用，也無法在PBT樹脂基體內(nèi)形成熱傳導(dǎo)通路，因此材料的剛性和導(dǎo)熱 性能都沒有明顯改善。
[0045] 比較例2
[0046] 復(fù)合材料組成中碳纖維含量為100份，其它組成和制備方法和實施例1相同。
[0047] 所制備復(fù)合材料試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為119 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為： 彎曲強度461MPa，彎曲模量67. 5GPa，熱導(dǎo)率1. 8WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純 PBT樹脂的5. 4倍、25. 9倍和8. 2倍。和實施例2比較，本比例中雖然提高了碳纖維的添加 量，但是模量略有提高，而強度、熱導(dǎo)率反而下降。這可能是基體粘度過高而使碳纖維分散 性差造成的。由于碳纖維比PBT樹脂價格高，碳纖維用量增加還將導(dǎo)致復(fù)合材料的成本增 加。
[0048] 比較例3
[0049] 復(fù)合材料組成中無機填料的含量為0,其它組成和實施例3相同。然后采用和實施 例1相同的方法制備復(fù)合材料。
[0050] 所制備復(fù)合材料試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為464 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為： 彎曲強度349MPa，彎曲模量21. 6GPa，熱導(dǎo)率2. 2WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為純 PBT樹脂的4. 1倍、8. 3倍和10. 0倍。本例中沒有無機填料，和實施例3相比較，復(fù)合材料 的強度和模量略有下降，但是熱導(dǎo)率下降較多。無機填料中的氧化鎂和碳化硅本身就是導(dǎo) 熱填料，這些填料配合碳纖維共同形成了復(fù)合材料內(nèi)部的導(dǎo)熱通路。如果不添加無機填料， 導(dǎo)熱通路不完善，因此導(dǎo)熱性能下降。
[0051] 比較例4
[0052] 復(fù)合材料組成中偶聯(lián)劑含量為0,其它組成和實施例5相同。然后采月和實施例1 相同的方法制備復(fù)合材料。
[0053] 所制備復(fù)合材料試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為464 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為： 彎曲強度114MPa，彎曲模量14. 3GPa，熱導(dǎo)率0. 89WAmK)。彎曲強度、模量及熱導(dǎo)率分別為 純PBT樹脂的1. 3倍、5. 5倍和4. 0倍。和實施例5相比較，本例中沒有添加偶聯(lián)劑，因此纖 維和樹脂基體之間界面結(jié)合性很差，纖維分散性也很差，難以在材料內(nèi)部形成導(dǎo)熱通路，所 以PBT樹脂的強度、模量及導(dǎo)熱性能均得不到明顯提高。
[0054] 實施例6 (阻燃劑）
[0055] 稱取重量份含量PBT樹脂100份，碳纖維40份，無機填料（滑石粉、氧化鎂和碳化 硅，重量比1:2:4)15份，偶聯(lián)劑（腿-570和10?385，重量比1:1)2份，抗氧劑（1010)0.6 份，潤滑劑（硅酮粉）1份配料，以及復(fù)配阻燃劑有機蒙脫土 3份和三氧化二銻30份。然后 采用和實施例1相同的方法制備阻燃復(fù)合材料。
[0056] 本實施例的試樣內(nèi)碳纖維的平均長度為344 μ m，復(fù)合材料的各性能分別為：彎曲 強度361MPa，彎曲模量24. 6GPa，熱導(dǎo)率2. 9WAmK)，UL94垂直燃燒測試達到V-2級。彎曲強 度、模量及熱導(dǎo)率分別為純PBT樹脂的4. 2倍、9. 5倍和13. 1倍，剛性和導(dǎo)熱性能得到顯著， 滿足薄壁化、輕量化的汽車零部件及電子/電氣產(chǎn)品成型加工的要求，可極大擴展PBT樹脂 的應(yīng)用領(lǐng)域。且復(fù)合材料的制備工藝簡單、擠出過程持續(xù)穩(wěn)定，適合于工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)。
[0057] 以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)該指出，對 于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行 若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0058] 對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修飾對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，原料包括以下組分及重量份含量： 聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂100,碳纖維20?80,無機填料10?20,偶聯(lián)劑0. 5?5,抗氧 劑0.2?1，潤滑劑0?3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的聚對 苯二甲酸丁二醇酯樹脂選自擠出級、注塑級、高流動級或阻燃級的粒料或粉料中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的碳纖 維為拉伸模量大于700GPa，熱導(dǎo)率大于200WAmK)的浙青基碳纖維或平均長度為10 μ m? 2mm的短切碳纖維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的無機 填料選自滑石粉、氧化鎂、氧化鋁、碳化硅、硅藻土或云母粉中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的偶聯(lián) 劑選自氨丙基三乙氧基硅烷（ΚΗ-550)、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH-560)、 氨丙基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH-570)、正鈦酸四異 丙酯、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯（KR38S)或雙（二辛氧基焦磷酸酯基）乙 撐鈦酸酯中的一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的 抗氧劑選自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧劑1010)， β - (3. 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸十八碳醇脂（抗氧劑1076)，Ν，Ν' -雙-(3- (3, 5-二 叔丁基-4-羥基苯基）丙?；┘憾罚寡鮿?098)或三[2,4-二叔丁基苯基]亞磷酸 酯（抗氧劑168)中的一種或幾種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料，其特征在于，所述的潤滑 劑選自乙撐雙脂肪酸酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或硅酮粉中的一種或幾種。
8. -種如權(quán)利要求1-7中任一項所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于，采用以下步驟： (1) 將原料聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂、碳纖維和無機填料充分干燥； (2) 按照配比稱取各組分原料； (3) 將除碳纖維以外的各組分原料在高速混合內(nèi)高速； (4) 將步驟（3)混合得到的物料加入雙螺桿擠出機料斗，碳纖維于擠出機加纖口加入， 擠出造粒，即制備得到碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 步驟（1)中的干燥是在100?140°C下鼓風(fēng)干燥4?6小時，使得干燥后物料含水量小于 0. 02wt %。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強熱塑性樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在 于，步驟（4)中雙螺桿擠出機自喂料口至擠出機模頭的六區(qū)溫度設(shè)定分別為190°C、220°C、 240°C、240°C、240°C、240°C，主機轉(zhuǎn)速為 240 ?600 轉(zhuǎn) / 分鐘。
【文檔編號】C08K5/134GK104194286SQ201410398098
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】楊斌, 王新靈, 張媛媛, 劉媛, 宋晨晨 申請人:上海交通大學(xué)