CN104927329A - 一种复合材料及其制备方法和结构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料及其制备方法和结构件。根据本发明的复合材料包括以重量份计的：5～50份碳纤维和50～95份聚碳酸酯，聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。根据本发明复合材料的制备方法，包括共混步骤：将以重量份计的5～50份碳纤维与50～95份聚碳酸酯在240～280℃进行共混，其中，聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。根据本发明的结构件，该结构件由根据本发明的复合材料制成。

Description

一种复合材料及其制备方法和结构件

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种碳纤维和聚碳酸酯复合材料及其制备方法和由复合材料制成的结构件。

背景技术

随着科技的发展，液晶电视已经成为人们生活中必不可少的电器之一。液晶电视包括背光模组、液晶面板、前框架和背框架，其中液晶面板配置于背光模组上方，前框架和背框架组装在一起用于夹持液晶面板，其中，前框架呈越来越窄的发展趋势，一般要求其厚度小于1.5mm；另外曲面液晶电视也成为一种发展趋势，因此要求结构件的弯曲强度较高。

目前，一些用于制备液晶电视结构件(如前框架、背框架等)的塑料材料存在弯曲强度低且容易变形等问题，不能满足结构件变薄(特别是小于1mm)及高弯曲强度的要求。其中，碳纤维和聚碳酸酯的复合材料为众多材料中的一种，现有碳纤维与聚碳酸酯的复合材料中选用碳纤维与高分子量的聚碳酸酯进行共混，但高分子量的聚碳酸酯与碳纤维相容性差，因此复合材料内部存在缺陷，用该复合材料制备得到结构件的不同位置弯曲强度不均一，各应力点的弯曲强度偏差大，影响了结构件整体性能的稳定性。

因此希望提供一种弯曲强度均一，能制备厚度小于1.5mm的结构件的复合材料。

发明内容

本发明提供了一种复合材料解决了现有技术中碳纤维与高分子量聚碳酸酯相容性差的问题；本发明提供了一种复合材料的制备方法解决了现有技术中 的碳纤维和高分子量聚碳酸酯相容性差，得到的复合材料弯曲强度不均一的问题；本发明提供了一种结构件，解决了现有技术中厚度小于1.5mm结构件强度不足的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种复合材料，该复合材料包括以重量份计的：5～50份碳纤维和50～95份聚碳酸酯，所述聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

根据本发明的另一方面，提供了一种复合材料的制备方法，该方法包括共混步骤：

将以重量份计的5～50份碳纤维与50～95份聚碳酸酯在240～280℃进行共混，其中，

所述聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

根据本发明的另一方面，提供了一种结构件，该结构件由根据本发明的复合材料制成。

本发明有益效果如下：

根据本发明的复合材料，由于加入了低分子量的聚碳酸酯(粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯)使高分子量的聚碳酸酯(粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯)和碳纤维具有良好的相容性，使制备得到的复合材料具有均一的弯曲强度。

根据本发明的制备方法，由于低分子量的聚碳酸酯具有良好的柔性，在共混的过程中低分子量的聚碳酸酯可以均匀的包裹在碳纤维表面或渗透至碳纤维的内部，而高分子的聚碳酸酯则均匀的包裹在低分子量聚碳酸酯表面，因此极好的改善了碳纤维与高分子量的聚碳酸酯之间的相容性问题，使制备得到的复合材料具有均一的弯曲强度。

另外，根据本发明的结构件由根据本发明的复合材料制成，可以使结构件的厚度小于1.5mm、弯曲强度均一，且满足了液晶电视对结构件弯曲强度的要 求。

具体实施方式

具体的实施方式仅为对本发明的说明，而不构成对本发明内容的限制，下面将结合具体的实施方式对本发明进行进一步说明和描述。

根据本发明的另一方面，提供了一种复合材料，该复合材料包括以重量份计的：5～50份碳纤维和50～95份聚碳酸酯，所述聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

根据本发明的复合材料，包括碳纤维和聚碳酸酯，加入碳纤维的复合材料提高了复合材料的弯曲强度，其中在聚碳酸酯中包括了粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯，提高了粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯与碳纤维之间的相容性，使两者的结合效果更好，用该复合材料制备的结构件的弯曲强度均一性良好。

根据本发明复合材料的一种实施方式，所述粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯重量比为1:9～2:8。

根据本发明的复合材料，其中粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯与粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯的重量比小于1：9时，首先会降低碳纤维与高分子量的聚碳酸酯的相容性，用该复合物制备得到的结构件的弯曲强度会不均一，另外还会使复合材料的流动性变差很难成型；当其重量比大于2:8时，则会由于低分子量的聚碳酸酯的加入量过多，降低复合材料制备得到的构件的弯曲强度。

根据本发明复合材料的一种实施方式，所述碳纤维为经过偶联剂处理后的碳纤维。

根据本发明的复合材料，用偶联剂对碳纤维进行预处理，可以活化碳纤维，使碳纤维与低分子量的聚碳酸酯的结合效果更好。

根据本发明的另一方面，提供了一种复合材料的制备方法，该方法包括共 混步骤：将以重量份计的5～50份碳纤维与50～95份聚碳酸酯在240～280℃进行共混，其中，聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

根据本发明的复合材料的制备方法，在共混步骤中加入了粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯，该粘均分子量的聚碳酸酯柔性良好，在与碳纤维进行共混时能够渗透至碳纤维内部或表面的孔里，因此与碳纤维具有良好的相容性，碳纤维的外层和/或内部包裹有低分子量的聚碳酸酯后，再包裹高分子量的聚碳酸酯，根据相似相容的原理，高分子量的聚碳酸酯与低分子量的聚碳酸酯具有更好的相容性，高分子量的聚碳酸酯则能更好的包裹在低分子量的聚碳酸酯外，因此制备得到的复合材料共混的非常均匀；用根据本发明的复合材料制备得到结构件弯曲强度很均一，在各个应力点测得的弯曲强度的偏差很小。其中碳纤维的长度优选3～8mm，直径优选5-10um。其中该共混操作在螺杆混合机内进行，共混后将挤出的复合材料熔体拉条浸入冷水槽内冷却，并在造粒机上造粒，一般粒子的长度为2～6mm，直径1～5mm。

根据本发明制备方法，其中碳纤维是一种高性能纤维增强材料，具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、抗蠕变等诸多优良性能，而且可以依据加入复合材料的量的多少，来调节用复合材料制备结构件的重量。在本发明中，用碳纤维与聚碳酸酯共混得到的复合材料制备得到的结构件比用聚碳酸酯制备得到的结构件弯曲强度提高很多，另外碳纤维的加入量与聚碳酸酯的比例关系很重要，在聚碳酸酯加入50～95份时，碳纤维保持在5～50份，如果碳纤维的加入量小于5份则复合材料的弯曲强度得不到明显的提高，如果碳纤维的加入量大于50份，则影响碳纤维与聚碳酸酯的相容性，使用该复合材料制备得到的结构件的弯曲强度不均一，影响结构件性能的稳定性。根据本发明的制备方法，碳纤维与聚碳酸酯在240～280℃发生熔融共混，使共混的效果更好，使碳纤维和聚碳酸酯的相容性更好，复合材料的性质更均一。

根据本发明制备方法的一种实施方式，其中所述粘均分子量为2000～5000 的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯重量比为1:9～2:8。

根据本发明的制备方法，其中粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯与粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯的重量比小于1：9时，首先会降低碳纤维与高分子量的聚碳酸酯的相容性，用该复合物制备得到的结构件的弯曲强的会不均一，另外还会使复合材料的流动性变差很难成型；当其重量比大于2:8时，则会由于低分子量的聚碳酸酯的加入量过多，降低复合材料制备得到的构件的弯曲强度。

根据本发明制备方法的一种实施方式，所述共混步骤包括：

第一次共混：所述碳纤维与所述粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；

第二次共混：在所述第一次共混物中加入所述粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯进行共混，得到复合材料。

根据本发明的制备方法，首先使碳纤维和粘均分子量为2000～5000的低分子量的聚碳酸酯进行共混，使低分子量的聚碳酸酯能够渗透至碳纤维内部并均匀的包裹在碳纤维的外部；然后使经低分子量的聚碳酸酯包裹后的碳纤维与高分子量的聚碳酸酯进行共混，使高分子量的聚碳酸酯与低分子量的聚碳酸酯直接接触，根据相似相容原理，两者的表面结合良好，且能在其表面均匀的包裹上高分子量的聚碳酸酯，因此使共混的效果更好。另外，在其中的第二次共混中，所述粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯中加入了0.01～0.1份的脱模剂，脱模剂是一种介于模具和成品之间的功能性物质，加入脱模剂可以使复合材料更好的进行造粒，脱模剂优选季戊四醇四硬脂酸酯或甘油三硬脂酸酯。

根据本发明制备方法的一种实施方式，在所述共混步骤之前包括碳纤维预处理步骤：用占碳纤维以重量百分比计的2～5％的偶联剂对碳纤维进行预处理。

根据本发明的制备方法，用偶联剂对碳纤维进行预处理，可以活化碳纤维，使碳纤维与低分子量的聚碳酸酯的结合效果更好。

根据本发明制备方法的一种实施方式，所述偶联剂选自下述中的至少一 种：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

根据本发明的方法，选用上述偶联剂对所述碳纤维的活化效果更好，使碳纤维与聚碳酸酯的结合效果更好。

根据本发明制备方法的一种实施方式，碳纤维预处理步骤具体为：

将偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；

将碳纤维浸入所述偶联剂溶液中，在20～40℃浸泡10～30分钟后去除溶剂。

根据本发明的方法，在用偶联剂对碳纤维进行预处理步骤中，溶剂优选乙醇、异丙醇和庚烷，偶联剂溶液的浓度优选1～10％，如果选用的溶剂具有良好的挥发性，可以等其挥发完全，若不易挥发则可以选用蒸干等方式处理。

根据本发明的一方面，提供了一种结构件，该结构件由根据本发明的复合材料制成。

进一步的，结构件的厚度小于1.5mm。

结构件即为具有一定形状结构，并能够承受载荷的构件(例如：支架、框架、内部骨架及支撑定位架)，涵盖了电视机壳、汽车塑料件、音响设备等领域的结构件，根据本发明的结构件尤其适合于制备液晶电视中的胶框、面框和前壳，其厚度不仅可以小于1.5mm，甚至可以小于1mm，而其弯曲强度均一，抗变形能力强，满足了产品对结构件的需求。

由此可见，根据本发明的复合材料及其制备方法可选因素较多，根据本发明的权利要求可以组合出不同的实施例，但根据本发明的实施例仅用于对本发明进行说明并不会对本发明造成限制。下面将以实施例结合对比例的方式对本发明进行描述。

实施例1

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的2％的偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将5份碳纤 维浸入偶联剂溶液中，在20℃浸泡10～3分钟后去除溶剂；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与50份聚碳酸酯在240～28℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为2000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000的聚碳酸酯，粘均分子量为2000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000的聚碳酸酯重量比为1:9；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为2000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为25000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为25000的聚碳酸酯中加入了0.01份的季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂；共混步骤结束得到复合材料。

对比例1

在对比例1中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为2000的聚碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例1完全一致。

实施例2

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的5％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将50份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在40℃浸泡30分钟后去除溶剂；偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与95份聚碳酸酯在280℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为5000的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯，粘均分子量为5000的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯重量比为2:8；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为5000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为35000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为35000的聚碳酸酯中加入了0.1份的甘油三硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例2

在对比例2中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为5000的聚 碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例2完全一致。

实施例3

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的3％的偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将50份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在20℃浸泡10分钟后去除溶剂；偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与50份聚碳酸酯在240℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为2000的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯，粘均分子量为2000的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯重量比为1:9；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为2000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为35000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为35000的聚碳酸酯中加入了0.1份的季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例3

在对比例3中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为2000的聚碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例3完全一致。

实施例4

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的4％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将5份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在40℃浸泡30分钟后去除溶剂；偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与95份聚碳酸酯在280℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为5000的聚碳酸酯和粘均分子量为20000的聚碳酸酯，粘均分子量为5000的聚碳酸酯和粘均分子量为20000的聚碳酸酯重量比为2:8；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为5000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为20000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为20000的聚碳酸酯中加入了0.01份的季戊四醇四硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束 得到复合材料。

对比例4

在对比例4中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为5000的聚碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例4完全一致。

实施例5

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的3％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将15份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在30℃浸泡20分钟后去除溶剂；偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与85份聚碳酸酯在260℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为4000的聚碳酸酯和粘均分子量为28000的聚碳酸酯，粘均分子量为4000的聚碳酸酯和粘均分子量为28000的聚碳酸酯重量比为1.5:8.5；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为4000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为28000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为28000的聚碳酸酯中加入了0.07份的甘油三硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例5

在对比例5中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为4000的聚碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例5完全一致。

实施例6

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的4％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将20份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在35℃浸泡25分钟后去除溶剂；偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与80份聚碳酸酯在255℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为3000的聚碳酸酯和粘均分子量为32000的聚碳酸酯，粘均分子量为3000的聚碳酸酯和粘均分子量为32000的聚碳酸酯重量比为 2:8；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为3000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为32000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为32000的聚碳酸酯中加入了0.05份的甘油三硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例6

在对比例6中，未对碳纤维进行预处理，未加入粘均分子量为2000的聚碳酸酯，未进行第一次共混步骤，其它条件与实施例6完全一致。

实施例7

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的2％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将30份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在35℃浸泡25分钟后去除溶剂；偶联剂γ-巯丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与70份聚碳酸酯在255℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为3500的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯，粘均分子量为3500的聚碳酸酯和粘均分子量为35000的聚碳酸酯重量比为2:8；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为3500的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为35000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为35000的聚碳酸酯中加入了0.04份的甘油三硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例7

在对比例7中未加入碳纤维，未加入粘均分子量为3500的聚碳酸酯，其它条件与实施例7完全一致。 

实施例8

根据本发明复合材料的制备方法，首先进行碳纤维预处理步骤：将占碳纤维以重量百分比计的4％偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；将40份碳纤维浸入偶联剂溶液中，在35℃浸泡30分钟后去除溶剂；偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷；然后将预处理后的碳纤维与60份聚碳酸酯在 265℃进行共混，其中聚碳酸酯包括粘均分子量为3300的聚碳酸酯和粘均分子量为30000的聚碳酸酯，粘均分子量为3300的聚碳酸酯和粘均分子量为30000的聚碳酸酯重量比为1:9；首先进行第一次共混：预处理后的碳纤维与粘均分子量为3300的聚碳酸酯共混得第一次共混物；接下来进行第二次共混：在第一次共混物中加入粘均分子量为30000的聚碳酸酯，其中粘均分子量为30000的聚碳酸酯中加入了0.03份的甘油三硬脂酸酯作为脱模剂，共混步骤结束得到复合材料。

对比例8

在对比例8中未加入碳纤维，未加入粘均分子量为3300的聚碳酸酯，其它条件与实施例8完全一致。 

申请人将实施例1～8以及对比例1～8制备得到的复合材料参照ASTM D790标准进行弯曲强度(MPa)的检测，检测结果如表1所示：

表1

根据表1中的数据可以看出，实施例1～8中制备得到的复合材料在参照ASTMD790标准进行测试时，在同一样条的不同应力点测试得到的弯曲强度很接近，各应力点测得的弯曲强度与弯曲强度的平均值之间的偏差很小，因此可以看出制备得到的复合材料中碳纤维和聚碳酸酯得到了良好的相容性，可以使用本发明的复合材料制备得到弯曲强度均一的结构件，提高了结构件性能的稳定性；另外根据对比例1～6的检测结果可以看出，在其中同一样条的不同应力点测试得到的弯曲强度相差很大，且各应力点测得的弯曲强度与弯曲强度的平均值之间的偏差很大，因此可以看出其相容性很差，也能看出在对碳纤维进行了预处理，以及加入了低分子量的聚碳酸酯后，碳纤维和聚碳酸酯的相容性得到了非常显著的改善；另外，通过对比例7和8，可以看出，加入碳纤维可以大大提高复合材料的弯曲强度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种复合材料，其特征在于，该复合材料包括以重量份计的：5～50份碳纤维和50～95份聚碳酸酯，所述聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯重量比为1:9～2:8。

3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳纤维为经过偶联剂处理后的碳纤维。

4.一种复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括共混步骤：

将以重量份计的5～50份碳纤维与50～95份聚碳酸酯在240～280℃进行共混，其中，

所述聚碳酸酯包括粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯和粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯重量比为1:9～2:8。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述共混步骤包括：

第一次共混：所述碳纤维与所述粘均分子量为2000～5000的聚碳酸酯共混得第一次共混物；

第二次共混：在所述第一次共混物中加入所述粘均分子量为25000～35000的聚碳酸酯进行共混，得到复合材料。

7.如权利要求4-6任一所述的制备方法，其特征在于，在所述共混步骤之前包括碳纤维预处理步骤：

用占所述碳纤维以重量百分比计的2～5％的偶联剂对所述碳纤维进行预处理。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂选自下述中的至少一种：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳纤维预处理步骤具体为：

将所述偶联剂溶解在溶剂中形成偶联剂溶液；

将所述碳纤维浸入所述偶联剂溶液中，在20～40℃浸泡10～30分钟后去除溶剂。

10.一种结构件，其特征在于，该结构件由权利要求1～3任一所述的复合材料制成。