笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料，其包括以下重量份数的组分：基体树脂材料100‑122份，增强相纤维材料15‑30份，抗氧剂0.5‑0.8份，紫外线吸收剂0.5‑0.6份，偶联剂1‑2份，相容剂2‑3份。本发明专利技术还公开了其工艺过程：将基体树脂材料、抗氧剂、紫外线吸收剂、偶联剂、相容剂等混配后经塑化，加入挤出机入料口熔融，将纤维材料预处理后，浸润于聚合物熔体中，充分浸润后，加固冷却成型。该复合材料中的碳纤维包覆树脂，两者界面结合性良好，其拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变等性能得到了大大提升，最重要的是，该复合材料可以回收利用，环境友好，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料及其加工方法
本专利技术涉及复合材料
，尤其是一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料及其加工方法。
技术介绍
笔记本外壳对于机体起到最直接的保护，同时在外形上也最能体现出笔记本电脑的设计感和美观度。笔记本外壳一般有两种材料制成，分别为工程塑料和合金材料制成。工程塑料由于成本低，被大多数笔记本电脑厂商采用，但其存在材质硬、强韧度不够、质量重、导热性能欠佳等缺陷。而合金材料多采用铝镁合金外壳，铝镁合金质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强等优点，但它也存在不够坚固耐磨、成本较高、成型比较困难等不足。近年来，随着复合材料以及碳纤维技术的不断发展，笔记本电脑外壳用碳纤维复合材料的技术也发展得如火如荼。碳纤维复合材料是复合材料中的一个重要分支,由于其性能优异,近年来这种材料的用途及产量逐步扩大。长期以来,碳纤维增强复合材料被看作是一种昂贵的材料,价格约为玻璃纤维增强复合材料的十倍,只用于军工、宇航等尖端技术行业。近年来,碳纤维每年以50%以上的速度增长,其中有两个重要因素推动了碳纤维增强复合材料的发展。一是对上述材料认识的不断深入,使其性能日趋完善,可达到许多其它材料难以比拟的性能,促使其使用量不断上升。二是费效比的不断降低,这主要归功于碳纤维工业能提供高质量的纤维以及纤维/基体融熔技术的不断进步。碳纤维的规模化生产,使其质量提高而价格下降,而加工技术的进步又使加入复合材料中的碳纤维比例不断上升,目前已可达体积比例的60%以上。所有这些进步都使得碳纤维复合材料的应用领域日益扩大。因此，碳纤维复合材料的应用也逐步扩大到笔记本电脑外壳材料领域。碳纤维作为优良的增强材料，其根据纤维长度，可分为长（连续）纤维增强和短纤维增强两大类，纤维长度可从300~400m到几个毫米不等。不同长度的碳纤维材料对于基体材料的增强效果也不同。长期以来，大都应用碳纤维增强热固性树脂复合材料，但由于热固性复合材料的成本高，成型周期长，最大问题是难以回收利用，污染环境后果严重。因此，研发人员开始将目光转向热塑性复合材料的开发利用上。经过多年的基料研发，从试验中发现PA是一种极为重要的热塑性基料。PA本身虽是性能优异的工程塑料,但其存在吸湿性大、制品尺寸稳定性差、强度与硬度也远远不如金属等缺点。近年来，为了克服这些缺点,采用碳纤维或其它品种的纤维进行增强以改善其性能的研究发展得很快。因为PA和碳纤维都是工程塑料领域性能优异的材料,二者复合综合体现了各自的优点,强度与刚性比未增强的尼龙（PA）高很多,其蠕变小,尺寸精度好,热稳定性显著提高,耐磨性好,阻尼性优良,与玻纤增强相比有更好的性能。但在研发的过程中，同时也发现碳纤维增强PA复合材料也存在着难以克服的困难：碳纤维与树脂基体之间的界面结合较薄弱，复合材料达不到预期的力学性能要求等等。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料，该复合材料中的碳纤维包覆树脂，两者界面结合性良好，其拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变等性能得到了大大提升，最重要的是，该复合材料可以回收利用，环境友好，绿色环保。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：基体树脂材料100-122份，基体树脂材料选用PA66，增强相纤维材料15-30份，增强相纤维材料选用碳纤维，碳纤维长度为300-600mm，抗氧剂0.5-0.8份，抗氧剂选用抗氧剂T501,紫外线吸收剂0.5-0.6份，紫外线吸收剂选用邻羟基苯甲酸苯酯，偶联剂1-2份，偶联剂选用硅烷类偶联剂，相容剂2-3份，相容剂选用马来酸酐-苯乙烯共聚物。另一个专利技术目的，本专利技术还提供了一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：①将重量份数100-122份的PA66、0.5-0.8份的抗氧剂T501、0.5-0.6份的邻羟基苯甲酸苯酯、1-2份的硅烷类偶联剂、2-3份的马来酸酐-苯乙烯共聚物，于高速混合机中混合5-10min，混配后经塑化，加入挤出机入料口熔融，②对碳纤维进行预处理去除表面杂质；③将预处理过的碳纤维绕于纱架上，并使其经分散装置分散后浸渍于由挤出机挤出口模流出的聚合物熔体中，浸润完全后，输出冷却固结并收卷。进一步的，所述步骤②中对碳纤维进行预处理包括如下具体过程，首先将碳纤维经无水乙醇洗涤去除表面杂质；然后，用质量分数35-45%的硝酸、质量分数为35%的硝酸钠和去离子水配成质量分数为42-45%的混合溶液，将碳纤维浸泡于混合溶液中2-3h，取出后用碱性溶液和去离子水清洗干净，直至PH值不显酸性，烘干待用。进一步的，所述步骤③中具体过程包括以下步骤，将预处理过的碳纤维绕于纱架，并由张力机构预张紧，碳纤维在张拉过程中保证其连续输送且所受预张紧力均衡，碳纤维由纱架引出后，经过纤维分散装置将碳纤维分散、展开成松散的薄纤维带，薄纤维带经过挤出机的过程中，挤出机中的聚合物加热熔融后从挤出口模流出，使得薄纤维带浸润于熔体中45-65min，薄纤维带浸润完全后，输出经过加压装置冷却固结后收卷。采用上述方案，碳纤维在浸渍过程中，当聚合物熔体在挤出口模出口处与碳纤维接触，碳纤维受到张紧力作用的同时，还受到挤出机提供的浸渍压力，双重压力下，使得聚合物熔体可以很容易地穿透薄薄的纤维层，很好地浸渍碳纤维；而且，碳纤维经过分散装置分散展开后，其纤维层更薄，使得聚合物熔体更容易穿透纤维束。当聚合物熔体从挤出口模流出时，在流动剪切力的作用下，熔体黏度会进一步降低，更有利于纤维的浸渍；当碳纤维浸渍完全后，立即进行加压固结，防止由于浸渍压力降低而产生的空隙。上述制得的复合材料，其基材成本低、成型周期短、加工过程易实现，而且可以回收利用，对环境友好。具体实施方式本专利技术不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本专利技术公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本专利技术的，或者凡是采用本专利技术的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本专利技术的保护范围。本专利技术的具体实施例展示的是笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料的加工方法，其包括以下步骤：①将重量份数100-122份的PA66、0.5-0.8份的抗氧剂T501、0.5-0.6份的邻羟基苯甲酸苯酯、1-2份的硅烷类偶联剂、2-3份的马来酸酐-苯乙烯共聚物，于高速混合机中混合5-10min，混配后经塑化，加入挤出机入料口熔融，②将重量份数为15-30份的碳纤维进行预处理去除表面杂质（本实施例中选择了日本帝人公司TE06UL/TE06NL碳纤维，具有性价比的优势）；首先将碳纤维经无水乙醇洗涤去除表面杂质；然后，用质量分数35-45%的硝酸、质量分数为35%的硝酸钠和去离子水配成质量分数为42-45%的混合溶液，将碳纤维浸泡于混合溶液中2-3h，取出后用碱性溶液和去离子水清洗干净，直至PH值不显酸性，烘干待用。③将预处理过的碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n基体树脂材料100-122份，基体树脂材料选用 PA66，/n增强相纤维材料15-30份，增强相纤维材料选用碳纤维，/n抗氧剂0.5-0.8份，抗氧剂选用抗氧剂T501,/n紫外线吸收剂0.5-0.6份，紫外线吸收剂选用邻羟基苯甲酸苯酯，/n偶联剂1-2份，偶联剂选用硅烷类偶联剂，/n相容剂2-3份，相容剂选用马来酸酐-苯乙烯共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
基体树脂材料100-122份，基体树脂材料选用PA66，
增强相纤维材料15-30份，增强相纤维材料选用碳纤维，
抗氧剂0.5-0.8份，抗氧剂选用抗氧剂T501,
紫外线吸收剂0.5-0.6份，紫外线吸收剂选用邻羟基苯甲酸苯酯，
偶联剂1-2份，偶联剂选用硅烷类偶联剂，
相容剂2-3份，相容剂选用马来酸酐-苯乙烯共聚物。


2.一种笔记本外壳用碳纤维增强PA66复合材料的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：①将重量份数100-122份的PA66、0.5-0.8份的抗氧剂T501、0.5-0.6份的邻羟基苯甲酸苯酯、1-2份的硅烷类偶联剂、2-3份的马来酸酐-苯乙烯共聚物，于高速混合机中混合5-10min，混配后经塑化，加入挤出机入料口熔融，②对碳纤维进行预处理去除表面杂质；③将预处理过的碳纤维绕于纱架上，并使其经分散装置分散后浸渍于由挤出机挤出口模流出的聚合物熔体中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡福泉，
申请(专利权)人：安徽旭升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34