一种碳纤维增强性尼龙薄膜
专利汇可以提供一种碳纤维增强性尼龙薄膜专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 碳 纤维 增强性尼龙 薄膜 ，该尼龙塑料薄膜的断面共分为五层；即上表层、第一 碳纤维 层、芯层、第二碳纤维层、下表层；所述上表层、下表层内加入了 纳米粘土 ；所述芯层为尼龙层；所述第一碳纤维层、第二碳纤维层内加入了混纤纱；本发明利用碳纤维层中的混纤纱，实现增强尼龙薄膜的韧性，大大改善薄膜的韧性，提高薄膜的耐磨能 力 ，延长薄膜的使用寿命；同时，在上下表层内的自制母料中增加耐热老化剂、耐磨剂与抗 氧 化剂，增强薄膜表面的耐热耐老化、耐磨及抗氧化能力，进一步延长了薄膜的使用寿命。，下面是一种碳纤维增强性尼龙薄膜专利的具体信息内容。
1.一种碳纤维增强性尼龙薄膜，该尼龙塑料薄膜的断面共分为五层；即上表层、第一碳纤维层、芯层、第二碳纤维层、下表层；所述上表层、第一碳纤维层、芯层、第二碳纤维层、下表层通过热熔共挤为一体结构；其特在在于：所述上表层、下表层内加入了纳米粘土；所述芯层为尼龙层；所述第一碳纤维层、第二碳纤维层内加入了混纤纱。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述混纤纱为CF/PEEK或CF/PA。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述上表层、芯层、下表层均为尼龙层；其中，所述上表层中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～
27%；所述下表层中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；所述芯层的MXD6质量百分比含量为40～50%，PA6 质量百分比含量为50～60%；所述自制母料中，PA6 质量百分比含量为85% ～ 70%，开口剂质量百分比含量为0.5 ～2%，爽滑剂质量百分比含量为1～
3%；耐热老化剂的质量百分比含量为7.5% ～ 15%；耐磨剂质量百分比含量为3% ～ 5%；抗氧化剂的质量百分比含量为3% ～ 5%。
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述上表层中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；纳米粘土质量百分比含量为16%。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述下表层中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；纳米粘土质量百分比含量为16%。
6.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述芯层的MXD6质量百分比含量为45%，PA6 质量百分比含量为55%。
7.根据权利要求3所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述自制母料中，PA6 质量百分比含量为80%，开口剂质量百分比含量为1%，爽滑剂质量百分比含量为1.5%；
耐热老化剂的质量百分比含量为10.5%；耐磨剂质量百分比含量为4%；抗氧化剂的质量百分比含量为3%。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强性尼龙薄膜，其特在在于：所述上表层的厚度为1μm、第一碳纤维层的厚度为2μm、芯层的厚度为3μm、第二碳纤维层的的厚度为2μm、下表层的厚度为1μm。
一种碳纤维增强性尼龙薄膜
技术领域
背景技术
为了克服这些缺点，提高尼龙材料的力学性能，扩大应用范围，国内外的研究者对尼龙6进行大量的改性研究和开发，例如采用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维及芳纶纤维对尼龙进行增强，通过基体增韧、纤维结构的优化、混杂、纤维表面处理等途径对尼龙进行增韧等，研制开发出一系列综合性能优越、可满足特殊要求的改性尼龙新品种，可广泛应用于汽车工业、航空航天工业、国防工业以及文体用品等，前景十分可观。
发明内容
一种碳纤维增强性尼龙薄膜，该尼龙塑料薄膜的断面共分为五层；即上表层、第一碳纤维层、芯层、第二碳纤维层、下表层；所述上表层、第一碳纤维层、芯层、第二碳纤维层、下表层通过热熔共挤为一体结构；所述上表层、下表层内加入了纳米粘土；所述芯层为尼龙层；
所述第一碳纤维层、第二碳纤维层内加入了混纤纱；
所述混纤纱为CF/PEEK或CF/PA；
所述上表层、芯层、下表层均为尼龙层；其中，
所述上表层中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；
所述下表层中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；
所述芯层的MXD6质量百分比含量为40～50%，PA6 质量百分比含量为50～60%；
所述自制母料中，PA6 质量百分比含量为85% ～ 70%，开口剂质量百分比含量为0.5 ～2%，爽滑剂质量百分比含量为1～3%；耐热老化剂的质量百分比含量为7.5% ～ 15%；耐磨剂质量百分比含量为3% ～ 5%；抗氧化剂的质量百分比含量为3% ～ 5%；
优选的，所述上表层中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；纳米粘土质量百分比含量为16%；
所述下表层中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；纳米粘土质量百分比含量为16%；
所述芯层的MXD6质量百分比含量为45%，PA6 质量百分比含量为55%；
所述自制母料中，PA6 质量百分比含量为80%，开口剂质量百分比含量为1%，爽滑剂质量百分比含量为1.5%；耐热老化剂的质量百分比含量为10.5%；耐磨剂质量百分比含量为
4%；抗氧化剂的质量百分比含量为3%；
进一步改进，所述上表层的厚度为1μm、第一碳纤维层的厚度为2μm、芯层的厚度为3μm、第二碳纤维层的的厚度为2μm、下表层的厚度为1μm；
与现有技术相比，采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明利用碳纤维层中的混纤纱，实现增强尼龙薄膜的韧性，大大改善薄膜的韧性，提高薄膜的耐磨能力，延长薄膜的使用寿命；同时，在上下表层内的自制母料中增加耐热老化剂、耐磨剂与抗氧化剂，增强薄膜表面的耐热耐老化、耐磨及抗氧化能力，进一步延长了薄膜的使用寿命；另外，本发明还在上表层、下表层内增加了一定比例的纳米粘土，大大提高了薄膜的阻湿性。
附图说明
其中， 1、上表层；2、第一耐燃层；3、芯层；4、第二耐燃层；5、下表层；
具体实施方式
在上述结构中，上表层1设置于最外侧；第一碳纤维层2设置于上表层1的内侧；芯层3设置于第一碳纤维层2与第二碳纤维层4 之间；第二碳纤维层4 设置于芯层3的内侧；下表层5设置于最内侧，且位于第二碳纤维层4 的内侧；
本实施例的第一个特点，在所述上表层1、下表层5内加入了纳米粘土；
上述上表层1、芯层3、下表层5均为尼龙层；其中，上述上表层1中，所述上表层1中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；优选的，上表层1的厚度为0.5～2μm；更加优选的，所述上表层1的厚度为1μm；优选的，所述上表层1中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；纳米粘土质量百分比含量为16%；
所述下表层5中下表层中MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为
50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；优选的，下表层5的厚度为0.5～2μm；更加优选的，所述下表层5的厚度为1μm；优选的所述下表层5中MXD6 质量百分比含量为25%，PA6 质量百分比含量为55%，自制母料质量百分比含量为4%；
纳米粘土质量百分比含量为16%；
所述芯层3的MXD6质量百分比含量为40～50%，PA6 质量百分比含量为50～60%；优选的，芯层3的厚度为1.5～4μm；更加优选的，所述芯层3的厚度为3μm；优选的，所述芯层3的MXD6质量百分比含量为45%，PA6 质量百分比含量为55%；
在上述实施例中，所述自制母料中，PA6 质量百分比含量为85% ～ 70%，开口剂质量百分比含量为0.5 ～2%，爽滑剂质量百分比含量为1～3%；耐热老化剂的质量百分比含量为
7.5% ～ 15%；耐磨剂质量百分比含量为3% ～ 5%；抗氧化剂的质量百分比含量为3% ～
5%；优选的，在本实施例中，所选用的自制母料中，PA6 质量百分比含量为80%，开口剂质量百分比含量为1%，爽滑剂质量百分比含量为1.5%；耐热老化剂的质量百分比含量为10.5%；
耐磨剂质量百分比含量为4%；抗氧化剂的质量百分比含量为3%；
优选地，上述爽滑剂为高性能的爽滑剂；更优选地，上述爽滑剂为聚硅氧烷和改性聚硅氧烷中的一种或它们的组合，所述的开口剂是气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅中的一种或者它们的组合。上述自制母料有效地防止了在高阻隔尼龙薄膜加工过程中粘辊现象的发生；同时，在自制母料中增加了耐热老化剂、耐磨剂、抗氧化剂，实现了在增加尼龙薄膜的高阻隔能力的同时，增强了尼龙薄膜的耐热性，耐老化性能、耐磨性能及抗氧化能力；
本实施例的第二个特点，在上述的第一碳纤维层2与第二碳纤维层4 均加入加入了混纤纱；优选的，上述第一碳纤维层2的厚度为1～3μm；更加优选的，第一碳纤维层2的厚度为2μm；优选的，上述第二碳纤维层4 的厚度为1～3μm；更加优选的，第二碳纤维层4 的厚度为2μm；碳纤维具有质轻、拉伸强度高、耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热等特点，与玻璃纤维相比，模量高3〜5倍，因而是一种获得高刚性和高强度尼龙材料的优良增强材料；因此，在本实施例中，增加两层碳纤维层，大大增强了尼龙薄膜的韧性；提高尼龙薄膜的耐磨能力，延长了尼龙薄膜的使用寿命；
优选的，在本实施例中，所选用的碳纤维为混纤纱；而混纤纱选用CF、PEEK混合物或CF、PA混合物；
目前，多采用尼龙6或尼龙66作为基体材料,以短切或长(连续)碳纤维作为增强材料；
例如美国Wilson-Fiberfil国际公司使用40%碳纤维增强尼龙66,其弯曲强度提高到
2758MPa,拉伸强度达到317. 2MPa,添加30%碳纤维, 其磨损因素为尼龙66本体的十分之一,添加20%碳纤维,其弯曲强度与添加40%的玻纤增强相同,达到294MPa；而纯尼龙- 66树脂的拉伸屈服强度只有86MPa,悬臂梁缺口冲击强度为69J/M；国内王军祥等人用碳纤维填充尼龙1010制备了碳纤维增强尼龙复合材料，并对其力学性能和摩擦学性能进行了实验研究；结果表明：碳纤维增强使尼龙复合材料的拉伸强度、表面硬度、耐磨性增大，在润湿条件下的碳纤维增强尼龙材料的磨损率比在干燥时的磨损率要高，但摩擦系数却低；摩擦系数和磨损率与拉伸强度具有反比关系；郑立允等人研究了碳纤维对CCF/MCPA力学性能的影响以及CCF/MCPA的摩擦学性能和磨损机制；结果表明,CCF/MCPA的弯曲强度、弯曲弹性模量、冲击强度和平面剪切强度随碳纤维含量的增加而提高,CCF/MCPA的摩擦系数和磨损量随着载荷的增加而降低；由此可见,碳纤维对尼龙树脂的增强作用是显著的；
在本实施例中，上述耐燃尼龙塑料薄膜的制造方法如下：按预定的质量百分比进行投料，完成熔融挤出、铸片、拉伸工序，最后得到耐燃尼龙塑料薄膜；
具体工艺如下：（1）将MXD6、PA6 和自制母料按质量百分比进行投料，然后通过挤出机熔融挤出获得上述上表层1的熔体；优选的，在本实施例中，所选用的MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～27%；
（2）将上述步骤中得到的上表层1通过双螺杆挤出机进行共混，将上表层1加入到双螺杆挤出机料筒，并且在中间加料口加入纤维束，依靠螺杆间强烈的剪切作用将碳纤维切割成不等的短纤维；形成第一碳纤维层2；
（3）将MXD6和PA6 投料，然后通过挤出机熔融挤出获得上述芯层3 的熔体；优选的，在本实施例中，所选用的MXD6质量百分比含量为45%，PA6 质量百分比含量为55%；
（2）将上述步骤中得到的芯层3加入到双螺杆挤出机料筒，并且在中间加料口加入纤维束，依靠螺杆间强烈的剪切作用将碳纤维切割成不等的短纤维；形成第二碳纤维层4；
（5）将MXD6、PA6 和自制母料按质量百分比进行投料，然后通过挤出机熔融挤出获得上述下表层5的熔体；优选的，在本实施例中，MXD6 质量百分比含量为20 ～ 30%，PA6 质量百分比含量为50～60%，自制母料质量百分比含量为3～ 5%；纳米粘土质量百分比含量为5～
27%；
（6）上述上表层1、芯层3、下表层5的熔体共挤出时优选的加工温度为270-300℃，更优选285℃；
将由上述步骤获得的上表层1、芯层3、下表层5的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片进行纵向拉伸和横向拉伸得到耐燃尼龙塑料薄膜；
将共混好的原料通过机头挤出水冷却后用鼓风机进行风干然后造粒；上述共挤模头可以为三层共挤模头；优选地，在上述纵向拉伸时，采用的是两点拉伸，更优选地，上述拉伸倍率为2-4 倍；其中，上述纵向拉伸时的温度为70-80℃，优选80℃ ；上述横向拉伸时的温度为110-120℃，优选120℃；还可以将上述通过纵向拉伸和横向拉伸后获得高阻隔性薄膜进行收卷；优选地，在收卷过程中，对上述上表层1、下表层5中的至少一者进行电晕处理；
在上述实施方式中，可以将由上述步骤获得的上表层1、芯层3、下表层5的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸；但不限于此；也可以将由上述步骤获得的上表层1、第一碳纤维层2、芯层3、第二碳纤维层4 、下表层5的熔体通过共挤模头流延至激冷辊铸片，并将铸片在纵向和横向同时进行拉伸。也可以将铸片依次进行横向拉伸和纵向拉伸；
本发明利用碳纤维层中的混纤纱，实现增强尼龙薄膜的韧性，大大改善薄膜的韧性，提高薄膜的耐磨能力，延长薄膜的使用寿命；同时，在上下表层内的自制母料中增加耐热老化剂、耐磨剂与抗氧化剂，增强薄膜表面的耐热耐老化、耐磨及抗氧化能力，进一步延长了薄膜的使用寿命；另外，本发明还在上表层、下表层内增加了一定比例的纳米粘土，大大提高了薄膜的阻湿性；
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
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