專利名稱：碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法、汽車制動(dòng)踏板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法、以及該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。
背景技術(shù)：
汽車踏板分為油門踏板、離合踏板和制動(dòng)踏板，目前油門踏板、離合踏板均可采用復(fù)合材料取代原有的金屬材料進(jìn)行制備；但是考慮制動(dòng)踏板的安全性要求較高，用復(fù)合材料制備。隨著汽車減重、節(jié)能減排的日益深入，金屬材料制備的制動(dòng)踏板越來越不符合發(fā)展的趨勢(shì)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有金屬材料制備的汽車制動(dòng)踏板質(zhì)量較重的問題，提供一種制備汽車制動(dòng)踏板的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量百分比的組分尼龍材料40% -70% ;碳纖維10% -50%。優(yōu)選的是，還包括以下質(zhì)量百分比的組分增韌劑5% -20% ;抗氧劑O. 1% -O. 5% ;色母粒0% -1% ;相容劑0. 5% -3%o優(yōu)選的是,所述的尼龍材料為尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍1010中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述的連續(xù)長(zhǎng)碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。優(yōu)選的是，所述的增韌劑為乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯-乙烯接枝共聚物中的一種或多種。優(yōu)選的是，所述的抗氧劑為抗氧劑1010和/或抗氧劑168。優(yōu)選的是，所述的相容劑為馬來酸酐、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸脂偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑一種或幾種。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括，針對(duì)現(xiàn)有金屬材料制備的汽車制動(dòng)踏板質(zhì)量較重的問題，提供一種制備汽車制動(dòng)踏板的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟I):按照上述的質(zhì)量配比稱取各原料組分；2):將除碳纖維外的其它原料攪拌均勻，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的王喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加碳纖維；4):進(jìn)行擠出，制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料；其中，雙螺桿擠出機(jī)中對(duì)物料的加熱溫度設(shè)在220°C _270°C，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)在100rpm-200rpm之間。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，在所述步驟4)中，雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭依次分為九個(gè)區(qū)，所述九個(gè)區(qū)的溫度依次設(shè)置為一區(qū)220 °C -250 °C，二區(qū)225 °C -255 °C,三區(qū) 230 V -260 °C，四區(qū) 235 V -265 °C，五區(qū) 240 V -270 °C，六區(qū) 245 V -270 °C，七區(qū)250°C _270°C，八區(qū) 240°C _260°C，九區(qū) 235°C _255°C。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括，針對(duì)現(xiàn)有金屬材料制備的汽車制動(dòng)踏板質(zhì)量較重的問題，提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料制備的汽車制動(dòng)踏板。解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種汽車制動(dòng)踏板，其是由上述碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制成的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料制備的汽車制動(dòng)踏板，在滿足汽車制動(dòng)踏板的技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)大幅度地減輕了制動(dòng)踏板的重量，有力地促進(jìn)了汽車的減重和節(jié)能減排、同時(shí)，采用注塑工藝提高了汽車制動(dòng)踏板的生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例I本實(shí)施例提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，和由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。一、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的組分碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成尼龍6 :55%，聚丙烯腈基碳纖維30%，苯乙烯-丁二烯共聚物10. 6%，抗氧劑1010 :0. 4%，色母粒1%，馬來酸酐3% ;其中苯乙烯-丁二烯共聚物用作增韌劑，馬來酸酐用作相容劑。二、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟I):按照上述質(zhì)量配比稱取上述組分；2):將上述稱得的尼龍6、苯乙烯-丁二烯共聚物、抗氧劑1010、色母粒和馬來酸酐在攪拌機(jī)中攪拌15min，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加聚丙烯腈基碳纖維；4):雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭分為九個(gè)區(qū)，該九個(gè)區(qū)的加工溫度分別設(shè)為一區(qū) 220°C、二區(qū) 225°C、三區(qū) 230°C、四區(qū) 235°C、五區(qū) 240°C、六區(qū) 245°C、七區(qū) 250°C、八區(qū)240°C、九區(qū)235°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為150rpm，進(jìn)行擠出、造粒、干燥、切粒制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。三、汽車制動(dòng)踏板組件的制備方法可繼續(xù)用所制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制備汽車制動(dòng)踏板組件。
本實(shí)施例制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例2本實(shí)施例提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，和由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。
—、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的組分碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成尼龍11 :60%，聚丙烯腈基碳纖維18. 4%,乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物20%,抗氧劑168 :0. 3%,色母粒O. 8%，鋁酸脂偶聯(lián)劑0. 5%。其中乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物用作增韌劑，鋁酸脂偶聯(lián)劑用作相容劑。二、碳纖維 增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟I):按照上述質(zhì)量配比稱取上述組分；2):將上述稱得的尼龍11、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、抗氧劑168、色母粒和鋁酸脂偶聯(lián)劑在攪拌機(jī)中攪拌lOmin，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加聚丙烯腈基碳纖維；4):雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭分為九個(gè)區(qū)，該九個(gè)區(qū)的加工溫度分別設(shè)為一區(qū) 240°C、二區(qū) 245°C、三區(qū) 250°C、四區(qū) 255°C、五區(qū) 260°C、六區(qū) 265°C、七區(qū) 270°C、八區(qū)255°C、九區(qū)245°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為lOOrpm，進(jìn)行擠出、造粒、干燥、切粒制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。三、汽車制動(dòng)踏板組件的制備方法可繼續(xù)用所制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制備汽車制動(dòng)踏板組件。本實(shí)施例制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例3本實(shí)施例提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，和由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。一、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的組分碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成尼龍1010 :40%，聚丙烯腈基碳纖維50%,乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物7. 5%,抗氧劑168 0. 5%,色母粒1%，硅烷偶聯(lián)劑1%。其中乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物用作增韌劑，硅烷偶聯(lián)劑用作相容劑。二、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟I):按照上述質(zhì)量配比稱取上述組分；2):將上述稱得的尼龍1010、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、抗氧劑168、色母粒和硅烷偶聯(lián)劑在攪拌機(jī)中攪拌20min，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加聚丙烯腈基碳纖維；4):雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭分為九個(gè)區(qū)，該九個(gè)區(qū)的加工溫度分別設(shè)為一區(qū) 240°C、二區(qū) 245°C、三區(qū) 250°C、四區(qū) 255°C、五區(qū) 260°C、六區(qū) 265°C、七區(qū) 270°C、八區(qū)250°C、九區(qū)250°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為200rpm，進(jìn)行擠出、造粒、干燥、切粒制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。
三、汽車制動(dòng)踏板組件的制備方法可繼續(xù)用所制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制備汽車制動(dòng)踏板組件。本實(shí)施例制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例4 本實(shí)施例提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，和由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。一、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的組分碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成尼龍66和尼龍12 :分別為40%和30%，聚丙烯腈基碳纖維10%，乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物和氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物分別為10%和9. 3%，抗氧劑1010 :0. 2%，鋁酸脂偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑分別為O. 2%和O. 3%。其中苯乙烯-丁二烯共聚物用作增韌劑，鋁酸脂偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑用作相容劑。二、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟I):按照上述質(zhì)量配比稱取上述組分；2):將上述稱得的尼龍6和尼龍12、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物和氫化的乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、抗氧劑1010、鋁酸脂偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑在攪拌機(jī)中攪拌5min,得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加聚丙烯腈基碳纖維；4):雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭分為九個(gè)區(qū)，該九個(gè)區(qū)的加工溫度分別設(shè)為一區(qū) 230°C、二區(qū) 235°C、三區(qū) 240°C、四區(qū) 245°C、五區(qū) 250°C、六區(qū) 260°C、七區(qū) 265°C、八區(qū)260°C、九區(qū)255°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為130rpm，進(jìn)行擠出、造粒、干燥、切粒制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。三、汽車制動(dòng)踏板組件的制備方法可繼續(xù)用所制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制備汽車制動(dòng)踏板組件。本實(shí)施例制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試結(jié)果見表I。實(shí)施例5本實(shí)施例提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法，和由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件。一、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的組分碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成尼龍1010和尼龍11 :分別為30 %和22 %，聚丙烯腈基碳纖維40 %，苯乙烯-丁二烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物分別為2%和3%，抗氧劑1010和抗氧劑168 :分別為O. 05%和O. 05%，色母粒0. 4%，鈦酸酯偶聯(lián)劑2. 5%。其中苯乙烯-丁二烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物用作增韌劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑用作相容劑。二、碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟
I):按照上述質(zhì)量配比稱取上述組分；2):將上述稱得的尼龍1010和尼龍11、苯乙烯-丁二烯共聚物和丙烯-乙烯接枝共聚物、抗氧劑1010和抗氧劑168、色母粒和鈦酸酯偶聯(lián)劑在攪拌機(jī)中攪拌17min，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料料斗中；3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料口處添加聚丙烯腈基碳纖維；4):雙螺桿擠出機(jī)從加料口到機(jī)頭分為九個(gè)區(qū)，該九個(gè)區(qū)的加工溫度分別設(shè)為一區(qū) 250°C、二區(qū) 255°C、三區(qū) 260°C、四區(qū) 265°C、五區(qū) 270°C、六區(qū) 270°C、七區(qū) 270°C、八區(qū)260°C、九區(qū)255°C，雙螺桿擠出機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為170rpm，進(jìn)行擠出、造粒、干燥、切粒制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料。三、汽車制動(dòng)踏板組件的制備方法可繼續(xù)用所制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制備汽車制動(dòng)踏板組件。本實(shí)施例制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試結(jié)果見表I。表I本發(fā)明實(shí)施制備的汽車制動(dòng)踏板組件的性能測(cè)試數(shù)據(jù)表
權(quán)利要求
1.一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分比的組分尼龍材料40% -70% ;碳纖維10% -50%。
2.按照權(quán)利要求I所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，還包括以下質(zhì)量百分比的組分增韌劑5% -20% ;抗氧劑0. 1% -O. 5% ;色母粒0% -1% ;相容劑O.5% -3%。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的尼龍材料為尼龍6、尼龍66、尼龍11、尼龍12、尼龍1010中的ー種或幾種。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。
5.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的增韌劑為こ烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁ニ烯三元共聚物、苯こ烯-丁ニ烯共聚物、氫化的こ烯-丁ニ烯-苯こ烯共聚物、丙烯-こ烯接枝共聚物中的ー種或多種。
6.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的抗氧劑為抗氧劑1010和/或抗氧劑168。
7.按照權(quán)利要求2所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其特征在于，所述的相容劑為馬來酸酐、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸脂偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑ー種或幾種。
8.制備權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的方法，其特征在干，包括以下步驟 1):按照權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的質(zhì)量配比稱取各原料組分； 2):將除碳纖維外的其它原料攪拌均勻，得到混合物料，將該混合物料加入雙螺桿擠出機(jī)的王喂料料斗中； 3):在雙螺桿擠出機(jī)的碳纖維喂料ロ處添加碳纖維； 4):進(jìn)行擠出，制得碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料；其中，雙螺桿擠出機(jī)中對(duì)物料的加熱溫度設(shè)在220°C _270°C，雙螺桿擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)在100rpm-200rpm之間。
9.按照權(quán)利要求8所述的制備碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的方法，其特征在干， 在所述步驟4)中，雙螺桿擠出機(jī)從加料ロ到機(jī)頭依次分為九個(gè)區(qū)，所述九個(gè)區(qū)的溫度依次設(shè)置為一區(qū) 220°C-250°C，ニ區(qū) 225°C_255°C，三區(qū) 230°C-260°C，四區(qū) 235°C_265°C，五區(qū)240 V -270で，六區(qū)245 V -270で，七區(qū)250 V -270で，八區(qū)240 V -260で，九區(qū)235 0C -255 0C ο
10.ー種汽車制動(dòng)踏板組件，其特征在于，所述汽車制動(dòng)踏板是由權(quán)利要求8或9制備的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制成的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料及其制備方法、以及由該材料制備的汽車制動(dòng)踏板組件，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，其可解決現(xiàn)有金屬材料制備的汽車制動(dòng)踏板質(zhì)量較重的問題。本發(fā)明提供的碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，包括尼龍材料和碳纖維。該碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料是通過雙螺桿擠出機(jī)擠出制得的。本發(fā)明提供的汽車制動(dòng)踏板組件是由該碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料通過注塑成型制得的，該汽車制動(dòng)踏板組件在滿足技術(shù)指標(biāo)的同時(shí)大幅度地減輕了其自身的重量。
文檔編號(hào)C08K3/04GK102634193SQ20121012443
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者李進(jìn) 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司