[发明专利]一种用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料，其特征在于：包含以下重量份的原料：尼龙PA66 55-80份、碳纤维20-40份、碳纳米管2-5份、增韧剂4-10份、抗氧化剂0.1-0.6份、润滑剂0.2-0.5份、形核剂0.2-0.5份。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料，其特征在于：所述的尼龙PA66为片状，采用平顶山神马集团EPR27，相对粘度2.6-2.7；

碳纤维为日本石墨公司生产的短切碳纤维，纤维直径10，拉伸强度3530，拉伸模量230，密度2.12，导热系数320，碳纳米管采用中科院成都有机化学研究所提供的多壁碳纳米管MWCNTs，MWCNTs的平均长度15，平均直径为30；

增韧剂为杜邦MN493D，为马来酸酐接枝的改性聚合物；

抗氧化剂为主抗氧剂1098和辅抗氧剂168；

润滑剂为PETS，高温下具有良好的热稳定性和低挥发性，良好的脱模和流动性能；

形核剂为三合化工生产的型号HK-145成核剂，HK-145成核剂能够降低结晶成核自由能，结晶速率大大提高，针对尼龙PA66，能够缩短冷却时间，缩短生产周期，流动性和脱模性能改善，有助于注塑件脱模。

3.根据权利要求1或者2所述的一种用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料，其特征在于：所述的碳纳米管为采用表面化学镀镍处理的碳纳米管，采用中科院成都有机化学研究所提供的多壁碳纳米管MWCNTs，MWCNTs的平均长度15，平均直径为30。

4.一种根据权利要求1所述的用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤一，按重量份称取以下原料，尼龙PA66、碳纤维、碳纳米管、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂、形核剂，将除碳纤维、碳纳米管以外的原料加入到高速混合机内，高速旋转5分钟，提前混合均匀，制得预混料；

步骤二，将碳纳米管制成悬浮液，悬浮液中各组分以重量比计，CNTs:四氢呋喃:油胺=0.1:100:3.3，涂覆在碳纤维表面；

步骤三，将制得的预混料通过双螺杆挤出机主喂料口送入双螺杆挤出机内，在160℃-285℃温度下熔融共混；与此同时，双螺杆挤出机的侧喂料口放入涂覆有碳纳米管的碳纤维，由双螺杆挤出机挤出，再经过拉条、水冷、切粒操作步骤，得到碳纤维/碳纳米管混杂填充尼龙66（PA66）复合材料。

5.根据权利要求4所述的一种用于汽车轮毂的碳纳米管改性碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中，对碳纳米管（CNTs）进行表面化学镀镍预处理，包括以下步骤：

首先对碳纳米管CNTs进行敏化处理，将碳纳米管CNTs称重放入异丙醇中，以重量比计，CNTs:异丙醇=1:40，60℃下超声波震荡30min，震荡完成后，用蒸馏水清洗干净碳纳米管CNTs并过滤；

其次，用混酸对碳纳米管CNTs酸化处理30min，混酸中各组分重量配比为SnCl₂:HCl:H₂O=1:36.5:100，PdCl₂:HCl:H₂O=2.5:36.5:100；

再次，将处理后的碳纳米管CNTs加入镀液中，镀液中各组分重量比为NiCl₂6H₂O:NiSO₄6H₂O:Na₃C₆H₅O₇2H₂O:NaH₂PO₂H₂O:NH₄Cl:

Pb（NO₃）₂=0.6:0.24:0.16:0.9:1:0.025，镀液PH=8，温度25℃，进行水浴加热1h；

最后，将表面化学镀镍处理的碳纳米管CNTs用蒸馏水反复清洗，过滤，放入真空干燥箱进行干燥，80℃下真空干燥24h至恒重。