[發(fā)明專利]一種用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410322827.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104072183A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫德林;余先純
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/80
• 分類號(hào): C04B35/80;C04B35/622
• 代理公司: 岳陽(yáng)市大正專利事務(wù)所 43103
• 代理人: 龔正初

1.一種用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，以熱固性樹脂和生物質(zhì)材料為基材，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將生物質(zhì)材料粉碎成30-80目，置于密閉的高溫碳化爐中，以5?℃/min的速度升溫至700?℃溫度，保溫碳化1?h，然后隨爐冷卻至室溫，得到生物質(zhì)碳粉；

（2）將熱固性樹脂按照質(zhì)量比1∶1～1.8的比例加入到生物質(zhì)碳粉中，攪拌均勻后在50?℃的溫度下干燥30-90?min（或者是含水率為8%），然后置于方形模具中，壓制成密度為0.4-0.6?g/cm³的薄片，然后在50℃溫度下干燥、固化40-60?h，得到片狀的熱固性樹脂-生物質(zhì)碳粉復(fù)合材料；

（3）將3K平紋碳纖維布剪成所需要的尺寸，浸在濃度為20%的HCl溶液中2h以清除表面雜質(zhì)，然后用蒸餾水清洗3次，再置入烘箱中80?℃烘干；

（4）將多片相同厚度或不同的熱固性樹脂-生物質(zhì)碳粉復(fù)合材料表面按照120-200?g/m²的量均勻涂布熱固性樹脂，然后與經(jīng)步驟（3）處理過(guò)的碳纖維布按照一層熱固性樹脂-生物質(zhì)碳粉復(fù)合材料、一層碳纖維布的方式疊加，并在5－20Mpa的壓力、130-150?℃下熱壓8-20min制成不同厚度的試件；

（5）試件隨壓機(jī)降溫至50?℃后卸壓；

（6）將所得到的試件在50?℃的溫度條件下陳放100?h，使其內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到基本平衡，然后冷卻到室溫，得到碳纖維增強(qiáng)層狀復(fù)合材料；

（7）將碳纖維增強(qiáng)層狀復(fù)合材料放入高溫?zé)Y(jié)爐中熱壓燒結(jié)，具體工藝為：

①?將高溫?zé)Y(jié)爐密封，用氮?dú)鈱Y(jié)爐中的空氣置換，具體方法為：開(kāi)啟真空泵抽取真空，使?fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到-0.08?MPa后關(guān)閉真空泵，充入氮?dú)猓?dāng)爐內(nèi)壓力達(dá)到0?MPa后關(guān)閉氮?dú)猓俅纬槿≌婵罩?0.08?MPa，保持-0.08?MPa壓力10?min后關(guān)閉真空泵，充入氮?dú)馐箟毫_(dá)到0?MPa后關(guān)閉氮?dú)猓?/p>

②?按照5?℃/min的速度升溫至120?℃，保溫30?min，升溫過(guò)程中保持壓力5-20MPa；

③?解除壓力，以3?℃/min的速度升溫至250?℃；?

④?在250?℃保溫30min，在保溫過(guò)程中同時(shí)加壓至5-20MPa并保持30min;

⑤?保持壓力5-20MPa并以3?℃/min的速度升溫至300?℃；

⑥?解除壓力，以3?℃/min的速度升溫速度至800～1600℃的溫度，并保溫?zé)Y(jié)1?h；

⑦?以5?℃/min的速度降溫冷卻至室溫，即得到了碳纖維增強(qiáng)層狀結(jié)構(gòu)的木材陶瓷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的生物質(zhì)材料為木材、棉花秸稈、谷殼、稻草或其它木本、草本材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的熱固性樹脂為酚酫樹脂、環(huán)氧樹脂或呋喃樹脂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的熱固性樹脂與生物質(zhì)碳粉的混合比例為質(zhì)量比1∶1.1～1.2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的熱固性樹脂與生物質(zhì)碳粉的混合比例為質(zhì)量比1∶1.2～1.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的熱固性樹脂與生物質(zhì)碳粉的混合比例為質(zhì)量比1∶1.5～1.8。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的生物質(zhì)碳粉為碳化木粉或其它生物質(zhì)碳粉。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的生物質(zhì)碳粉為楊木碳粉、松木碳粉或衫木碳粉。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用碳纖維增強(qiáng)層狀木材陶瓷的方法，其特征在于：所述的生物質(zhì)碳粉為棉花秸稈碳粉。