煤矿井下用采掘、通风、送电、监控等产品常会面临瓦斯、煤尘等爆炸性环境,我国矿山安全技术强制标准要求其所用聚合物材料制品必须具有阻燃和抗静电(抗静电)特性,同时还应能满足使用的机械性能要求。在煤矿用抽出式通风机塑料叶轮、井下移动救援仓通风叶轮等矿用叶轮制品上,更需要抗静电的能力,这给目前普遍使用的尼龙材料叶轮带来了新问题。现有叶轮材料多是选用固体或液体抗静电功能助剂,配合阻燃剂一起使用,往往存在“抗静电”与“阻燃”的对抗减弱效应,而在抗静电能力上为避免叶轮出现静电的不良问题,必须达到表面电阻率小于106Ω的要求,甚至出现严重降低材料力学强度情况。碳纤维(Carbon fiber, CF)具有很高的抗拉强度、模量,同时具有优异的抗静电性,在众多高技术领域广泛应用,而在煤矿井下用安全产品中鲜有应用报道。本文使用国产高强度CF,配合溴系阻燃剂体系,采用熔融挤出工艺造粒制备碳纤维/PA复合材料。通过添加硅烷类偶联剂KH550,及对螺纹组合的优化,提升了CF同树脂的结合能力并控制纤维长度。制得的碳纤维/PA复合材料表面电阻率达到103Ω数量级,避免了普通材料表面电阻率难以低于106Ω的最低要求。同时,碳纤维/PA复合材料的拉伸强度超过100MPa,充分满足叶轮大于60MPa的最低要求。研究了碳纤维/PA复合材料注塑成型制得矿用叶轮制品的工艺过程。验证表明料筒温度同250℃相比,在230℃时叶轮光洁度更好,更不易出现黑色射痕。同时,在230℃时叶轮拉伸应力可达9900N,较250℃温度下叶轮拉伸应力8000N更好。使用正交试验方法,研究了成型中注射压力、速度,熔胶压力、速度和保压压力对制品外观和翘曲性的影响,确认了适宜的成型工艺条件。按照企业标准规定,对成型叶轮制品的超速性能、抗冲击性能、抗拉强度和热稳定性进行验证、确认。对比普通尼龙材料叶轮,碳纤维/PA复合材料叶轮在温度(80±2)℃、相对湿度(90±5)%的环境下,连续保持28天的热稳定性实验后仍能达到标准强度要求,而普通尼龙材料叶轮强度降低严重。这对维护煤矿井下安全环境,保障矿工生命具有重要的作用。