[发明专利]一种微孔发泡长碳纤维增强PA11材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微孔发泡长碳纤维增强PA11材料及其制备方法，所述PA11材料包括如下重量份的原料：PA11树脂70～80份、增韧剂5～10份、长碳纤维5～15份、耐磨润滑剂1～5份、发泡剂0.01～0.5份。本发明PA11材料具有吸水率低、密度小、耐高低温、尺寸稳定性好、抗静电、流动性好等特点，特别适用于成型0.3～1mm的薄壁壳体，比如猎枪用的聚合物弹壳等；同时，由于本发明PA11材料合成单体来源于蓖麻油，因此该材料具有环保、生物可持续性等特点；此外，由于我国是世界上第二大蓖麻油生产国，因此本发明的原材料来源有保障，本发明的应用可以极大的推动我国蓖麻种植以及蓖麻油加工领域的发展，具有显著的工业应用价值。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种微孔发泡长碳纤维增强PA11材料及其制备方法。

背景技术

微孔发泡材料一般是特指每立方厘米的材料中泡孔个数大于10⁹个，泡孔直径小于10μm的多孔发泡材料。微孔发泡材料可以在维持材料必要机械性能的前提下显著降低制品重量。同时，较高的泡孔密度、较小的泡孔形态还赋予微孔发泡材料很多传统发泡材料无法比拟的优异性能，例如，较高的冲击强度、密度低、隔热等。由于微孔微孔发泡材料具有上述优异的性能，使其应用领域非常广泛，如包装材料领域，隔音材料领域，减震缓冲材料领域，绝缘隔热材料领域，生物材料领域等。

从微孔发泡的机理来看，微孔发泡材料可用相分离法、单体聚合法、压缩流体反溶剂沉淀法、超饱和气体法等多种方法制备，其中最具有工业应用潜力的当属超饱和气体法。由于微孔发泡材料的性能、外观及生产成本都跟发泡过程密切相关，而这个过程又包括聚合物气体均相体系形成、气泡成核、气泡增长及定型等关键步骤。由于制造上的困难，微孔发泡材料的规模化生产与应用只是在最近几年才起步。目前，国内外许多科研机构和企业都在竞相开发和利用微孔发泡材料。

专利CN105038217A公开了一种碳纤维增强尼龙微发泡材料及其制备方法。该专利的原料由以下重量份的组分组成：尼龙40～70份，碳纤维10～40份，相容剂1～10份，发泡母粒0.5～6份，抗氧剂0.5～2份。该专利采用质轻、高强、高模、高耐热的碳纤维增强尼龙微发泡复合材料，显著提高了材料的抗拉强度、弯曲模量、耐热性能，同时减轻了材料重量，获得了一种具有轻量化特征的高性能尼龙微发泡材料。该专利可应用到汽车结构制件，如散热器风扇、进气歧管、空气滤清器壳体、发电机盖、电器外壳、冷却排管、座椅主体、座椅滑轨、油门踏板等，实现汽车结构制件用材料轻量化；也可用于其它领域，比如电动工具、建筑等。该专利主要特点是解决汽车用尼龙材料的轻量化问题。但该材料采用PA6、PA66和PA1010为基体树脂，采用传统的化学发泡法，吸水率大、尺寸不稳定，且泡孔密度、直径都达不到超临界微孔发泡的要求，不适用于某些对尺寸要求较高的场合，且原材来源为化石原料，不具备生物可持续性。

专利CN106916446A公开了一种耐高温微发泡玻纤增强尼龙复合材料，由以下重量份的组分制成：长玻纤增强耐高温尼龙母粒2～4份，发泡剂0.01～0.04份；所述长玻纤增强耐高温尼龙母粒由以下重量份的组分制成：耐高温尼龙60～80份，玻璃纤维10～30份，成核剂0.5～1份，润滑剂3～8份，抗氧剂2～7份。该专利还公开了一种所述微发泡玻纤增强尼龙复合材料的制备方法。该专利提供的耐高温微发泡玻纤增强尼龙复合材料在拉伸、弯曲等性能基本稳定的前提下，材料重量下降，利于汽车轻量化，冲击强度大幅度提高，所用玻纤均为市场上表面处理好的玻纤，无需再进行处理，但该材料不具备抗静电性能和耐低温性能，也不具备生物可持续性。

发明内容