[發(fā)明專(zhuān)利]納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410139222.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103922780A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高曉晴;郭全貴;孔垂周
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/83
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/83
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專(zhuān)利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

1.一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：?

步驟1：將質(zhì)量比為1:2－6的粘土和瀝青分散在含分散劑（或稱(chēng)為表面活性劑）0.5－5wt%的水中，以800－1500轉(zhuǎn)/分高速攪拌0.5－6h，制得均勻分散液，分散液中瀝青的含量為3－20wt%；

步驟2：制備炭/炭復(fù)合材料預(yù)制體

炭纖維的形態(tài)是連續(xù)炭纖維、短切炭纖維、炭布或炭氈,纖維的形態(tài)不同，預(yù)制體的制備方法不同，具體如下：

A：對(duì)于連續(xù)炭纖維，將連續(xù)炭纖維浸沒(méi)在步驟1所制的分散液中，連續(xù)炭纖維與分散液中瀝青的質(zhì)量比為1：0.5－2，浸泡1－5h后，將纖維從分散體中取出，并排定向排列形成一個(gè)預(yù)制體層，自然晾干或在80－100℃低溫下烘干后，制得復(fù)合材料預(yù)制體；?

B:?對(duì)于短切炭纖維，將短切纖維放入步驟1所制的分散液中，纖維與分散液中瀝青的質(zhì)量為1：0.5－2，采用磁力攪拌器1－5h后，抽真空除去溶液，自然晾干或在80－100℃低溫下烘干后，制得復(fù)合材料預(yù)制體；

C:對(duì)于炭氈或炭布，將炭氈或炭布浸入步驟1所制的分散液中，炭氈或炭布與分散液中瀝青的質(zhì)量比為1：0.5－2，超聲振蕩1－4小時(shí)后取出，在80－100℃低溫下烘干，反復(fù)進(jìn)行這一浸漬-烘干工藝，致粘土含量達(dá)5wt%－12wt%為止，制得復(fù)合材料預(yù)制體；

（3）將預(yù)制體按照需要的尺寸裁剪，層疊放入石墨化裝置中進(jìn)行熱壓處理，熱壓升溫過(guò)程中逐漸加壓，壓力范圍為：1－40MPa，最終溫度為：1000－1500℃；升溫速率為：在室溫－300℃之間，5－10℃/min；在300－600℃之間，2.5－5℃/min；在600－終溫之間，5－15℃/min；終溫下恒溫恒壓10－60min。

2.如權(quán)利要求1所述的一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的連續(xù)炭纖維、短切炭纖維為PAN基系列、通用級(jí)瀝青系列或中間相瀝青系列炭纖維。

3.如權(quán)利要求1所述的一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的炭氈或炭布為PAN基系列、通用級(jí)瀝青系列或中間相瀝青系列炭纖維均可。

4.如權(quán)利要求1所述的一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的納米粘土為蒙脫土納米粘土。

5.如權(quán)利要求1所述的一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的瀝青為煤瀝青、石油瀝青或萘合成中間相瀝青。

6.如權(quán)利要求1所述的一種納米粘土增強(qiáng)炭/炭復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的分散劑為甲基纖維素或羥乙基纖維素。