CN104130572A - 一种碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：聚酰胺55.7％～98.6％；表面改性的碳纤维1％～40％；相容剂0.1％～2％；润滑剂0.1％～1％；抗氧剂0.1％～0.3％；偶联剂0.1％～1％；所述表面改性的碳纤维所用的改性剂包括离子液体。本碳纤维增强聚酰胺复合材料添加了经离子液体改性后的碳纤维后，解决碳纤维与聚酰胺相容性差的问题，并且提高了复合材料的力学性能。

Description

一种碳纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于聚酰胺材料技术领域，具体涉及一种碳纤维增强聚酰胺复合材料，本发明还涉及一种碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法。
背景技术
聚酰胺(PA，尼龙)改性工程塑料具有以下特性：高熔点、出色的耐热性能以及自熄性；优良的耐油剂性、耐化学品性能；优良的耐磨、抗蠕变及耐老化性能；韧性、耐久性、电性能以及其他物理性能都具有出色的平衡指标。因此，尼龙工程塑料广泛应用于工业领域。
碳纤维具有高强度、低密度、高耐温、耐水、耐腐蚀等特点，是一种优异的高强度增强材料。用碳纤维增强的高分子树脂是十分重要的军工器械、航空用高性能结构材料。增强树脂大部分为极性树脂，如聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺等。碳纤维表面极性很弱，与极性树脂的粘结力很小，因此一般需对其进行表面处理后才能用于增强复合材料。碳纤维增强改性的聚酰胺复合材料具有非常高的比强度，是一种优点的结构材料，在汽车、航空领域应用较多。
常用的碳纤维表面处理剂包括硅烷类偶联剂及丙烯酸、聚氨酯类成膜剂等成份。例如：使用硅烷偶联剂表面处理的碳纤维，其与聚酰胺的相容性没有得到明显的改善，结果，经过硅烷偶联剂改性的碳纤维增强聚酰胺复合材料的力学性能并没有得到显著的提高。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对技术现状提供一种碳纤维具有与聚酰胺良好相容性的碳纤维增强聚酰胺复合材料。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其制备出的碳纤维增强聚酰胺复合材料中，碳纤维与聚酰胺具有良好的相容性。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
所述表面改性的碳纤维所用的改性剂为离子液体。
作为改进，改性剂还包括聚丙烯腈，其中，离子液体与聚丙烯腈以任意比例混合。
其中，所述离子液体为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-腈丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-烯丙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐、环氧基咪唑型四氟硼酸盐中的一种或两种以上。
其中，所述表面改性的碳纤维是指对聚丙烯腈基碳纤维或沥青基碳纤维进行表面改性。
碳纤维的发展开始于20世纪50年代后期，最早是由美国联合碳化物公司(UCC)于1959年开始生产粘胶基碳纤维，五六十年代是粘胶基碳纤维的鼎盛时期，虽然目前已经开始衰退，但是它作为耐烧蚀材料至今仍占有一席之地。1959年，研究人员发明了用聚丙烯腈(PAN)原丝制造碳纤维的新方法。在此基础上，英国皇家航空研究院研制出了制造高性能PAN基碳纤维的技术流程，使其得到快速发展，PAN基碳纤维成为当前碳纤维工业的主流，产量占世界总产量的90％左右。1974年，UCC公司开始了高性能中间相沥青基碳纤维thornel-p55的研制，并取得成功。目前thornel-p系列高性能沥青基碳纤维仍是最好的产品，这样就形成了PAN基、沥青基和粘胶基纤维的三大原料体系。
其中，所述表面改性的碳纤维的制备过程为：提供改性剂的稀释液，将碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待碳纤维完全浸润后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，改性剂的稀释液中，只需将改性剂进行稀释即可，为了获得更好的改性效果，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃，例如70℃、90℃、110℃下烘干；
或者，提供改性剂的稀释液，将改性剂的稀释液喷涂于碳纤维表面，待喷涂完毕后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，改性剂的稀释液中，只需将改性剂进行稀释即可，为了获得更好的改性效果，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待喷涂完毕后，将碳纤维置于50℃～120℃，例如70℃、90℃、110℃下烘干。
其中，制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁酮、甲苯中的一种或两种以上。
其中，所述聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA1010、PA1012、PA612、PA46中的一种或两种以上；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯(也称为聚丙烯接枝马来酸酐)、马来酸酐接枝聚乙烯(也称为聚乙烯接枝马来酸酐)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯(也称为乙烯-辛烯接枝马来酸酐)、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯(也称为乙烯-醋酸乙烯接枝马来酸酐)中的一种或两种以上；
所述润滑剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸铝；
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(即抗氧剂168)、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中(即抗氧剂1098)的一种或两种以上；
所述偶联剂对树脂起到偶联作用，选自硅烷偶联剂，优选为氨基三乙氧基硅烷偶联剂和/或氨基三甲氧基硅烷偶联剂，例如γ―氨丙基三乙氧基硅烷(即硅烷偶联剂KH-550)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(A-1120)、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷(南大-42)、苯氨基甲基三甲氧基硅烷(南大-73)、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(A-1130)、多氨基烷基三烷氧基硅烷(在异丙醇中)(Y-5691)。
相容剂又称增容剂，是指借助于分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一体，进而得到稳定的共混物的助剂，这里是指高分子增容剂。马来酸酐接枝相容剂通过引入强极性反应性基团，使材料具有高的极性和反应性，是一种高分子界面偶联剂、相容剂、分散促进剂。主要用于无卤阻燃、填充、玻纤增强、增韧，金属粘结、合金相容等，能大大提高复合材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料机械强度。马来酸酐接枝相容剂可改善无机填料与有机树脂相容性，提高产品的拉伸、冲击强度，实现高填充，减少树脂用量，改善加工流变性，提高表面光洁度。
所述润滑剂促进各组分的熔融，有效地改进了所述复合材料熔融体的流动性，减小了加工过程中复合材料熔体与加工机械间的摩擦，同时具有较好的胶模作用，缩短了复合材料的注塑周期。
抗氧剂的加入可以提高复合材料在加工过程中的抗热分解能力，防止复合材料的老化。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚酰胺、相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比混合均匀，获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口送入该双螺杆挤出机中(即表面改性的碳纤维采用侧喂料方式送入双螺杆挤出机)，挤出、造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。
其中，先将聚酰胺于80℃～100℃(例如85℃、90℃、95℃、97℃)下烘2～4小时(例如2.5h、2.7h、3.2h、3.8h)后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合3～5分钟，获得混合物料。
其中，所述双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度240℃～250℃，二区温度为260℃～270℃，三区温度270℃～280℃，四区温度240℃～250℃，五区温度230℃～240℃，六区温度220℃～230℃，七区温度220℃～230℃，模头温度为250℃，螺杆转速为200～350RPM/min，例如250RPM/min、280RPM/min、300RPM/min、330RPM/min。
其中，所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本碳纤维增强聚酰胺复合材料中添加了表面改性的碳纤维，其中碳纤维所用的改性剂为离子液体或离子液体与聚丙烯腈的混合物，通过离子液体改性后，碳纤维具有与聚酰胺良好的相容性，而且可以有效提高聚酰胺的力学性能。另外，本碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法采用混炼反应挤出造粒一次性完成的工艺，其制备方法工艺简单、操作方便，效益高，成本低，适于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
其中表面改性的碳纤维使用的改性剂为离子液体，优选为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
离子液体表面处理碳纤维的过程为：将碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃(本实施例优选为50℃)下完全烘干，获得表面改性的碳纤维。
还可以采用另一种方法来对碳纤维进行表面处理：将改性剂的稀释液喷涂于碳纤维表面，待喷涂完毕后，直接置于50℃～120℃(本实施例优选为50℃)完全烘干，获得表面改性的碳纤维。
在上述提到的两种表面处理碳纤维的过程中，改性剂的稀释液浓度没有特定要求，只要求用稀释剂或稀释液进行稀释即可，当然，为了获得更好的改性效果，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，本实施例未做具体要求。
制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁酮、甲苯中的一种或两种以上，本实施例优选为水。
聚酰胺为PA6(又为尼龙6)，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，即聚丙烯接枝马来酸酐，润滑剂为硬脂酸锌，抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(即抗氧剂1010)，偶联剂为氨基三乙氧基硅烷偶联剂。
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法如下：先将聚酰胺于80℃下烘2小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合3分钟，混合均匀后获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口(即从侧料口)送入该双螺杆挤出机中，混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到碳纤维增强聚酰胺复合材料。
其中，双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度240℃，二区温度为260℃，三区温度270℃，四区温度240℃，五区温度230℃，六区温度220℃，七区温度220℃，模头温度为250℃，螺杆转速为200RPM/min。
实施例2
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
其中，表面改性的碳纤维所用的改性基体为聚丙烯腈基碳纤维，即PAN基碳纤维，改性剂为离子液体。离子液体表面处理碳纤维的过程为：将PAN基碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待PAN基碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃(本实施例优选为70℃)下完全烘干，获得表面改性的PAN基碳纤维。
还可以采用另一种方法来对碳纤维进行表面处理：将改性剂的稀释液喷涂于PAN基碳纤维表面，待喷涂完毕后，直接置于50℃～120℃(本实施例优选为70℃)下完全烘干，获得表面改性的PAN基碳纤维。
在上述提到的两种表面处理PAN基碳纤维的过程中，改性剂的稀释液浓度没有特定要求，只要求用稀释剂或稀释液进行稀释即可，当然，为了获得更好的改性效果，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，本实施例未做具体要求。
离子液体为1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐按任意比例混合的混合物，制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为甲醇与乙醇按任意比例混合的混合稀释剂。
聚酰胺为PA66(又为尼龙66，中粘度注塑级)，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯(又称为聚乙烯接枝马来酸酐)，润滑剂为硬脂酸锌，抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(即抗氧剂1098)，偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷(即硅烷偶联剂KH-550)。
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法如下：先将聚酰胺于90℃下烘3小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合4分钟，混合均匀后获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口(即从侧料口)送入该双螺杆挤出机中，混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到碳纤维增强聚酰胺复合材料。
其中，双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度245℃，二区温度为265℃，三区温度275℃，四区温度245℃，五区温度235℃，六区温度225℃，七区温度225℃，模头温度为250℃，螺杆转速为300RPM/min。
实施例3
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
其中，表面改性的碳纤维所用的改性基体为沥青基碳纤维，改性剂为离子液体。离子液体表面处理碳纤维的过程为：将沥青基碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待沥青基碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃(本实施例优选为100℃)下完全烘干，获得表面改性的沥青基碳纤维。
还可以采用另一种方法来对沥青基碳纤维进行表面处理：将改性剂的稀释液喷涂于沥青基碳纤维表面，待喷涂完毕后，直接置于50℃～120℃(本实施例优选为100℃)下完全烘干，获得表面改性的沥青基碳纤维。
在上述提到的两种表面处理碳纤维的过程中，改性剂的稀释液浓度没有特定要求，只要求用稀释剂或稀释液进行稀释即可，当然，为了获得更好的改性效果，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，本实施例未做具体要求。
离子液体为1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐按任意比例混合的混合物，制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为甲醇与乙醇按任意比例混合的混合稀释剂。
聚酰胺为PA66(又为尼龙66，中粘度注塑级)，相容剂为马来酸酐接枝聚乙烯(又称为聚乙烯接枝马来酸酐)，润滑剂为硬脂酸锌，抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(即抗氧剂1098)，偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷(即硅烷偶联剂KH-550)。
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法如下：先将聚酰胺于90℃下烘3小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合4分钟，混合均匀后获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口(即从侧料口)送入该双螺杆挤出机中，混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到碳纤维增强聚酰胺复合材料。
其中，双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度245℃，二区温度为265℃，三区温度275℃，四区温度245℃，五区温度235℃，六区温度225℃，七区温度225℃，模头温度为250℃，螺杆转速为300RPM/min。
实施例4
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
其中，表面改性的碳纤维所用的改性基体为聚丙烯腈基碳纤维，即PAN基碳纤维，改性剂为离子液体与聚丙烯腈按任意比例混合的混合物。改性剂表面处理碳纤维的过程为：将PAN基碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待PAN基碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃(本实施例优选为120℃)下完全烘干，获得表面改性的PAN基碳纤维。
还可以采用另一种方法来对PAN基碳纤维进行表面处理：将改性剂的稀释液喷涂于PAN基碳纤维表面，待喷涂完毕后，直接置于50℃～120℃(本实施例优选为120℃)下完全烘干，获得表面改性的PAN基碳纤维。
在上述提到的两种表面处理碳纤维的过程中，改性剂的稀释液浓度没有特定要求，只要求用稀释剂或稀释液进行稀释即可，当然，为了获得更好的改性效果，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，本实施例未做具体要求。
离子液体为1-烯丙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐，制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为甲苯。
聚酰胺为PA46(又为尼龙46)，相容剂为马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯，润滑剂为硬脂酸锌与硬脂酸铝以任意比例混合的混合物，抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺(即抗氧剂1098)，偶联剂为氨基三甲氧基硅烷偶联剂。
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法如下：先将聚酰胺于100℃下烘4小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合5分钟，混合均匀后获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口(即从侧料口)送入该双螺杆挤出机中，混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到碳纤维增强聚酰胺复合材料。
其中，双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度250℃，二区温度为270℃，三区温度280℃，四区温度250℃，五区温度240℃，六区温度230℃，七区温度230℃，模头温度为250℃，螺杆转速为350RPM/min。
对比实施例1
本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料，包括如下重量百分比的组分：
本实施例的碳纤维未经任何物质进行表面改性，本实施例的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法参考实施例1。
将按实施例1～4和对比实施例1制备的碳纤维增强聚酰胺复合材料在90～110℃的鼓风烘箱中干燥4小时，然后再将干燥好的粒子材料在注射机上进行注射成型制样，进行性能测试。注射成型模温控制在90℃，注塑成型温度控制在260～280℃。
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验，弯曲性能测试按ASTMD790进行，悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D256进行。
碳纤维增强聚酰胺复合材料的综合性能通过测试所得样条的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度的数值进行评判。实施例1～4和对比实施例1所制备的碳纤维增强聚酰胺复合材料的性能比较见表1。
表1.碳纤维增强聚酰胺复合材料的性能
性能 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比实施例1
拉伸强度(Mpa) 217 210 180 110 167
弯曲强度(Mpa) 326 378 279 198 233
弯曲模量(Mpa) 12823 12879 9780 6230 8653
缺口冲击强度(J/m) 112 103 82 55 67
从表1中可以看出，经表面改性的碳纤维制备的聚酰胺复合材料性能有所提升，强度大幅度增加。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
所述表面改性的碳纤维所用的改性剂包括离子液体。
2.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述改性剂还包括聚丙烯腈。
3.根据权利要求1或2所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述离子液体为1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-羧甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-腈丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、环氧基咪唑型四氟硼酸盐中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述表面改性的碳纤维是指对聚丙烯腈基碳纤维或沥青基碳纤维进行表面改性。
5.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于，所述表面改性的碳纤维的制备过程为：将碳纤维浸泡于改性剂的稀释液中，待碳纤维完全浸润后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待碳纤维完全浸润后，过滤并置于50℃～120℃下烘干；
或者，将改性剂的稀释液喷涂于碳纤维表面，待喷涂完毕后，烘干，获得所述的表面改性的碳纤维，稀释液中，改性剂的优选重量百分比为10％～80％，进一步优选重量百分比为20％～50％，优选的，待喷涂完毕后，将碳纤维置于50℃～120℃下烘干。
6.根据权利要求5所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：制备改性剂的稀释液所用的稀释剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁酮、甲苯中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述聚酰胺为PA6、PA66、PA610、PA1010、PA1012、PA612、PA46中的一种或两种以上；
所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝乙烯-辛烯、马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯中的一种或两种以上；
所述润滑剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸铝；
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的一种或两种以上；
所述偶联剂为氨基三乙氧基硅烷偶联剂和/或氨基三甲氧基硅烷偶联剂。
8.一种权利要求1至7中任一项权利要求所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚酰胺、相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比混合，获得混合物料，将混合物料置于双螺杆挤出机中，同时将表面改性的碳纤维按配比从入纤口送入该双螺杆挤出机中，挤出、造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：先将聚酰胺于80℃～100℃下烘2～4小时后，再与相容剂、抗氧剂、偶联剂按配比在高混机中高速混合3～5分钟，获得混合物料。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的设置为：双螺杆一区温度240℃～250℃，二区温度为260℃～270℃，三区温度270℃～280℃，四区温度240℃～250℃，五区温度230℃～240℃，六区温度220℃～230℃，七区温度220℃～230℃，模头温度为250℃，螺杆转速为200～350RPM/min；
所述混合物料和表面改性的碳纤维经双螺杆挤出机挤出后，料条通过循环水槽冷却至室温，经过吹风机干燥后进入切粒机造粒，得到所述的碳纤维增强聚酰胺复合材料。
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