[发明专利]一种航空用碳纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，包括如下重量份原料：聚酰胺70-80份、润滑剂0.2-0.4份、碳纤维增强剂30-45份和稳定剂0.4-1份；

碳纤维增强剂通过如下步骤制备：

将助剂和甲醇混合，加入HATU，超声分散15min，然后和酰氯化碳纤维加入反应釜中，在温度为260℃，压力为8.5MPa，反应15-35min，反应结束后，过滤、用热水和甲醇洗涤，洗涤结束后，真空干燥至恒重，得到碳纤维增强剂。

2.根据权利要求1所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，酰氯化碳纤维通过如下步骤制备：

步骤S11、将碳纤维加入氧化混合液中，加热至70℃，恒温反应1h，反应结束后，洗涤、90℃真空干燥后，得到氧化碳纤维；

步骤S12、将氧化碳纤维和二氯亚砜混合，加入N,N-二甲基甲酰胺，在温度为80℃条件下反应16h，反应结束后，过滤、干燥得到酰氯化碳纤维。

3.根据权利要求2所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，氧化混合液为过硫酸钾和硝酸银的混合液，其中过硫酸钾的摩尔浓度为0.1mol/L，硝酸银的摩尔浓度为0.01mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，助剂通过如下步骤制备：

在氮气保护条件下，将酰氯化合物加入四氢呋喃中，加入氨基化合物和吡啶，加完后加热回流48h，反应结束后，旋蒸除去一半溶剂，然后和去离子水混合，过滤，滤饼用去离子水洗涤，洗涤结束后在40℃、真空条件下干燥至恒重，得到助剂。

5.根据权利要求4所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，酰氯化合物通过如下步骤制备：

步骤S21、在温度为5℃、氮气保护条件下，将氢化钠和四氢呋喃混合，搅拌10min，然后加入对羟基苯甲醛，搅拌反应6h，然后加入六氯环三磷腈溶液，加完后回流反应48h，得到中间体1；

步骤S22、将中间体1和四氢呋喃混合，加入高锰酸钾、氢氧化钠和去离子水，加热回流30h，反应结束后，减压浓缩除去溶剂，加入硫酸调节pH值为5，过滤，滤饼用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，然后在60℃真空条件下干燥至恒重，得到中间体2；

步骤S23、在氮气保护条件下，将中间体2和二氯亚砜混合，加热回流16h，反应结束后，减压浓缩，得到酰氯化合物。

6.根据权利要求1所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇酯和硅酮粉中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种航空用碳纤维复合材料，其特征在于，稳定剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和抗氧剂1098按照重量比1：1混合而成。

8.根据权利要求1所述的一种航空用碳纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将聚酰胺、润滑剂、稳定剂在高速混合机中混合10min；混合均匀后置于双螺杆挤出机中，将碳纤维增强剂加入挤出机中，经熔融混合挤出造粒；

第二步、造粒结束后，在90-110℃条件下，干燥4h，然后再将干燥后的粒子注塑成型，注塑成型温度控制在260-280℃。