[發(fā)明專利]一種碳纖維增強復(fù)合材料及其制備工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110358792.6
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN102492289A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李仁府;丁剛;丁家偉;徐祝方;耿德英;孫健;李頂根;商林方
• 申請（專利權(quán)）人: 丹陽丹金航空材料科技有限公司
• 主分類號: C08L77/00
• 分類號: C08L77/00;C08L69/00;C08L59/02;C08L71/00;C08L81/02;C08L71/10;C08L61/16;C08L67/00;C08L23/12;C08L23/06;C08K9/02;C08K7/06;B29C70/46
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1.一種碳纖維增強復(fù)合材料及其制備工藝，其特征在于，包括以下工藝步驟：

(1)碳纖維的預(yù)處理：

配制復(fù)合預(yù)處理溶液，復(fù)合預(yù)處理溶液以重量百分比計，由以下組分組成：50～70％的硝酸，30～50％的硝酸鈉、氯化鐵、高錳酸鉀、酸性重鉻酸鉀中的一種或幾種，5～20％的雙氧水，將上述成分的無機酸、無機酸鹽按照比例配制后，加水調(diào)配成濃度為50～60％的復(fù)合預(yù)處理溶液；將待處理的碳纖維編織物浸泡在所配制好的復(fù)合預(yù)處理溶液中，在40～90℃度的反應(yīng)溫度下，處理30min～150min后，取出用氫氧化鈉溶液和水充分洗滌，直至pH值不顯酸性，然后經(jīng)80～150℃烘干；

(2)壓制成型

采用模壓成型方法，模具分上下模，外包裹加熱套實現(xiàn)加熱，用熱電偶控溫，變壓器調(diào)整升溫速度，成型時將碳纖維編織物放入預(yù)先清理好的成型模具中并緊貼下模腔，將碳纖維編織物放在可調(diào)控張拉機構(gòu)中預(yù)張緊，張拉過程中要保證纖維連續(xù)且張緊度一致，通過調(diào)節(jié)碳纖維編織物的張緊力，使碳纖維編織物在進入成型模具前始終處于有張緊力的狀態(tài)，然后通過定位裝置固定在模具上，鋪上所需厚度的熱固性樹脂粉末，然后調(diào)整整個張拉機構(gòu)至所需高度，重復(fù)上述工藝逐層地將碳纖維編織物和所需厚度的熱固性樹脂粉末鋪在模具上，根據(jù)制成后碳纖維增強復(fù)合材料所應(yīng)達到的力學(xué)性能指標(biāo)及碳纖維增強復(fù)合材料的寬度與厚度確定板材內(nèi)部所需鋪設(shè)碳纖維編織物的規(guī)格及數(shù)量，由成型模具及碳纖維編織物定位裝置確定碳纖維編織物在碳纖維增強復(fù)合材料中的基體位置及布置形式，直至達到所設(shè)計的層數(shù)和厚度，蓋上上模，然后蓋上上模，加熱升溫，壓制成型，整個升溫過程分為3個步驟：

①加熱升溫至230～260℃，恒溫10～30min，目的是為了防止溫度上升過快，避免超出設(shè)定的溫度使樹脂碳化；

②升溫至270～290℃，恒溫20～40min，目的是使樹脂充分熔融，具有一定的流動性，能較好地浸潤碳纖維編織物；

③然后以一定速率冷卻，目的是避免迅速降溫而引起不必要的體積應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而影響片材的力學(xué)性能；當(dāng)率冷卻到40～50℃時脫模，即得到所需性能和尺寸的碳纖維增強復(fù)合材料，最后將制得的復(fù)合材料加工成各種產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強復(fù)合材料及其制備工藝，其特征在于，所述的熱塑性樹脂品種包括尼龍、聚碳酸酷、聚甲醛、聚礬、聚醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮和聚酷、聚丙烯、聚乙烯等通用級塑料，在復(fù)合材料中所占的質(zhì)量百分比為95％～50％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維增強復(fù)合材料及其制備工藝，其特征在于，所述的碳纖維編織物包括采用混纖法、共編法、多軸向經(jīng)編法、多軸向立體編織法、三維編織法、立體編織法單向織物及其它編織法所制造的碳纖維編織物，在復(fù)合材料中所占的質(zhì)量百分比為5％～50％。?