本发明属于工程塑料制备，具体涉及一种碳纤维废料增强工程塑料及其制备方法。
背景技术：
1、碳纤维是一种高性能的增强材料，具有较高的强度和硬度，同时质量很轻，是目前众多领域中不可或缺的先进材料之一，然而碳纤维制品在生产过程中会产生大量的废料，不仅造成了资源的浪费，同时也对环境带来了严重的危害；工程塑料是一种可作工程材料和代替金属制造机器零部件等的塑料，具有相较于传统塑料更优的机械性能和耐高温性能，然后随着科技的进步和市场需求的增长，需要不断对工程塑料的性能进行增强，因此可以用碳纤维废料来增强工程塑料，既满足市场对工程塑料的需求，又提高了碳纤维废料的回收再利用。
2、现有技术中，尽管碳纤维作为工程塑料的增强材料具有诸多优势，但碳纤维表面的化学性质为惰性，缺乏有效的化学活性点，导致碳纤维在与工程塑料基体复合时，碳纤维难以充分牢固地粘附在工程塑料基团表面，进而阻碍了对工程塑料的增强改性，因此，限制了碳纤维在工程塑料方面的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种碳纤维废料增强工程塑料及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将碳纤维废料用丙酮洗涤、干燥后，置于改性处理液中浸润1-2h，再经过滤、干燥后，得到预处理碳纤维；
5、s2、将等离子体处理的聚苯硫醚、预处理碳纤维、改性弹性体、消泡剂和抗氧化剂加入混合机中混合均匀，得到混合料；
6、s3、将混合料加入挤出机中熔融挤出，经冷却、干燥后，得到工程塑料。
7、进一步地，所述碳纤维废料和改性处理液的为重量比17-21：80；所述等离子体处理的聚苯硫醚、预处理碳纤维、改性弹性体、消泡剂和抗氧化剂的重量比为100-120：15-18：8-10：1-2：0.5-2。
8、进一步地，所述等离子体处理的聚苯硫醚为经等离子体处理后聚苯硫醚树脂，经过等离子体处理后，聚苯硫醚树脂上能够产生羟基活化自由基。
9、进一步地，所述改性处理液通过以下步骤制得：
10、a1、向二氯甲烷中加入n-(2-羟乙基)咔唑和三乙醇胺，在冰水浴条件下搅拌反应30-50min，再加入甲基丙烯酸酰氯，在20-25℃条件避光搅拌反应22-24h，再以氯甲烷和石油醚作为层析液，采用硅胶色谱柱法进行纯化，纯化过程中将氯甲烷和石油醚的体积比从1:10逐渐调整为1:3，再经蒸发结晶后，得到活性中间体；通过甲基丙烯酸酰氯的酰氯基团与n-(2-羟乙基)咔唑上的羟基发生亲核取代，生成酯键，形成含有活性双键的中间体；
11、a2、向四氢呋喃中加入活性中间体和甲基丙烯酸缩水甘油酯，在氮气氛围中搅拌反应20-40min，再加入偶氮二异丁腈，在60-80℃条件下搅拌反应4-6h后，停止通入氮气，并持续搅拌反应20-22h，再置于石油醚中，搅拌混合20min，经抽滤、无水乙醇洗涤、干燥后，得到共聚物；以偶氮二异丁腈为引发剂，以含有活性双键的中间体和甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体，进行双键聚合反应，得到含有咔唑侧基和环氧侧基的共聚物；
12、a3、向n，n-二甲基甲酰胺中加入共聚物，混合均匀，再加入氨基碳纳米管，搅拌混合后，得到改性处理液。
13、进一步地，所述二氯甲烷、n-(2-羟乙基)咔唑、三乙醇胺和甲基丙烯酸酰氯的用量比为50ml：9-12g：10-15ml：15-18ml。
14、进一步地，所述四氢呋喃、活性中间体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮二异丁腈和石油醚的用量比为60ml：10-12g：8-11ml：5ml：40ml。
15、进一步地，所述n，n-二甲基甲酰胺、共聚物和氨基碳纳米管的用量比为70ml：8-18g：10g。
16、进一步地，所述氨基碳纳米管通过以下步骤制得：
17、向乙醇中加入碳纳米管，超声分散后，加入浓度为70wt％的盐酸，在40-60℃条件下搅拌反应0.5-1h，冷却至室温后，再加入乙二胺，在20-40℃条件下，搅拌反应4-6h，再经过滤、去离子水洗涤、干燥后，得到氨基碳纳米管；通过二乙胺中的氨基与碳纳米管表面的羧基进行偶联，将氨基接枝在碳纳米管上。
18、进一步地，所述乙醇、碳纳米管、盐酸和乙二胺的用量比为60ml：9-14g：5ml：15-18ml。
19、进一步地，所述改性弹性体通过以下步骤制得：
20、向二氯甲烷中加入端羟基聚丁二烯，搅拌混合10-15min，再滴加过氧化氢乙酸和浓度为70wt％的硫酸，在0-5℃条件下，搅拌反应1-2h，再经减压蒸馏、洗涤、干燥后，得到改性弹性体；过氧化氢乙酸作为环氧化试剂，在酸性条件下具有强氧化性，能够氧化端羟基聚丁二烯分子中的双键，形成环氧团，进而得到含有羟基和环氧基的改性弹性体。
21、进一步地，所述二氯甲烷、端羟基聚丁二烯、过氧化氢乙酸和硫酸的用量比为60ml：8-11ml：7-10ml：5ml。
22、一种碳纤维废料增强工程塑料，由以上制备方法制得。
23、本发明的有益效果：
24、本发明通过使用改性处理液对碳纤维废料进行预处理，使得改性处理液中的共聚物通过咔唑基与碳纤维表面石墨结构的π-π堆积进行共轭作用，将共聚物吸附在碳纤维表面，同时改性处理液中的氨基碳纳米管通过氨基与碳纤维表面的羟基形成氢键，将氨基碳纳米管接枝在碳纤维表面，得到预处理碳纤维，在预处理后的碳纤维与等离子体处理的聚苯硫醚共混时，通过预处理碳纤维表面吸附的共聚物上含有的环氧基团，与等离子体处理的聚苯硫醚分子链上的羟基，进行开环反应，进而将预处理碳纤维接枝在等离子体处理的聚苯硫醚上，增强了预处理碳纤维与等离子体处理的聚苯硫醚之间的相容性，同时预处理碳纤维表面引入的氨基碳纳米管，在预处理碳纤维表面构筑均匀的微观纳米级凸起，提高了预处理碳纤维表面的粗糙程度，从而增强了预处理碳纤维与等离子体处理的聚苯硫醚之间的机械互锁作用，进一步提高了预处理碳纤维废料与等离子体处理的聚苯硫醚之间的浸润性；
25、本发明的改性弹性体中含有环氧基团，同样能与等离子体处理的聚苯硫醚上羟基的进行反应，进而将改性弹性体引入到等离子体处理的聚苯硫醚分子链上，形成复杂的分子链缠绕，改性弹性体作为柔性链段，在等离子体处理的聚苯硫醚中可以形成微观级别的相分离结构，在受到外力作用时，能够吸收和耗散应力，通过链段的旋转和滑移来缓解外力，从而有效阻止裂纹的萌生和扩展，提高了制得聚苯硫醚塑料的韧性；
26、此外，本发明的碳纤维废料经过改性处理液浸润处理后，碳纤维表面引入的氨基碳纳米管，也能够与改性弹性体上的羟基进行脱水缩合，在二者的协同作用下，聚苯硫醚分子上形成复杂的网络结构，不仅能够进一步增强预处理碳纤维与等离子体处理的聚苯硫醚的相容性，同时也能够增强改性弹性体与聚苯硫醚的相容性，并且使制得的聚苯硫醚塑料的韧性得到进一步提高。
1.一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述等离子体处理的聚苯硫醚、预处理碳纤维、改性弹性体、消泡剂和抗氧化剂的重量比为100-120：15-18：8-10：1-2：0.5-2。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述改性处理液通过以下步骤制得：
4.根据权利要求3所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述二氯甲烷、n-(2-羟乙基)咔唑、三乙醇胺和甲基丙烯酸酰氯的用量比为50ml：9-12g：10-15ml：15-18ml。
5.根据权利要求3所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述四氢呋喃、活性中间体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、偶氮二异丁腈和石油醚的用量比为60ml：10-12g：8-11ml：5ml：40ml。
6.根据权利要求3所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述n，n-二甲基甲酰胺、共聚物和氨基碳纳米管的用量比为70ml：8-18g：10g。
7.根据权利要求3所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述氨基碳纳米管通过以下步骤制得：
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述改性弹性体通过以下步骤制得：
9.根据权利要求8所述的一种碳纤维废料增强工程塑料的制备方法，其特征在于，所述二氯甲烷、端羟基聚丁二烯、过氧化氢乙酸和硫酸的用量比为60ml：8-11ml：7-10ml：5ml。
10.一种碳纤维废料增强工程塑料，其特征在于，根据权利要求1-9任意一项所述的制备方法制得。
