[發(fā)明專利]一種SiC納米線改性的CF/PI復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410399995.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN104212168B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李垚;寇玉潔;趙九蓬;張盼盼;王月敏;白瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L79/08
• 分類號(hào): C08L79/08;C08K7/06;C08K3/04;C08K7/10;C08G73/10
• 代理公司: 北京瑞思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11341
• 代理人: 李濤

1.一種獲得SiC納米線改性的碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料的方法，所述方法包括如下步驟：

1)利用提拉法浸漬碳纖維的步驟，所述步驟為：將膨脹石墨分散于有機(jī)溶劑中，超聲制備成分散均勻的石墨懸浮液，利用提拉涂膜機(jī)使得所述分散均勻的石墨懸濁液浸漬在碳纖維布的表面，隨后在真空烘箱中對(duì)浸漬后的所述碳纖維布加熱處理，獲得提拉后的碳纖維布；

2)硅粉蒸發(fā)法制備SiC納米線的步驟，所述步驟為：將SiO粉末放入氧化鋁坩堝，然后用步驟1)獲得的所述提拉后的碳纖維布蓋上,碳纖維布上面再用蓋子壓住；將該反應(yīng)裝置放入管式爐，在氬氣環(huán)境下加熱至1200℃-1600℃，保溫2h-6h，自然冷卻至室溫；

3)制備預(yù)浸料的步驟，所述步驟為：將干燥的二胺溶于N,N-二甲基乙酰胺溶劑中，并在反應(yīng)容器中通氮?dú)猓M(jìn)行機(jī)械攪拌至二胺全部溶解后，在反應(yīng)容器中加入二酐，攪拌至完全溶解，獲得棕黃色的聚酰胺酸溶液，利用所述聚酰胺酸溶液對(duì)步驟2)的產(chǎn)物進(jìn)行浸漬，制成預(yù)浸料；

4)模壓成型法獲得SiC納米線改性的碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料的步驟，所述步驟為：將步驟3)獲得的預(yù)浸料放置在電熱烘箱內(nèi)預(yù)熱，使其中的溶劑揮發(fā)，預(yù)熱溫度為80℃，時(shí)間為5-10h；然后將其放入涂有脫模劑的模具內(nèi)，模具放入平板壓機(jī)板中，調(diào)整壓力為0.5-2MPa，依次加熱到100℃、140℃、180℃和220℃，并且各個(gè)階段保溫1-3h；保溫完成后，停止加熱，自然冷卻，直至溫度降到室溫，獲得SiC納米線改性的碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中，利用提拉涂膜機(jī)將所述分散均勻的石墨懸濁液浸漬在碳纖維布的表面時(shí)的提拉速度為2mm/min-5mm/min，提拉時(shí)間為30min-2h。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中，所述有機(jī)溶劑選自于無(wú)水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺；其特征還在于，所述石墨懸浮液的固含量為3wt％-20wt％。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，加入的SiO粉末與提拉后的碳纖維的質(zhì)量比為1:3-1:10。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，所述氬氣環(huán)境為：將所述管式爐抽真空至2Pa，然后充入氬氣至400Pa，再次抽至2Pa，然后再次充入氬氣至400Pa，關(guān)閉氬氣源。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，所制得的預(yù)浸料中的碳纖維含量為10wt％-50wt％。

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中，所述二胺為4,4’-二氨基二苯醚，所述二酐為3,3’,4,4’-四羧基二苯酮酐，其特征還在于，所述二胺與二酐的質(zhì)量比為1.02:1，所述二胺溶于N,N-二甲基乙酰胺溶劑所獲得的溶液中，固含量為8wt％-30wt％。

8.由權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法獲得的SiC納米線改性的碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料。

9.如權(quán)利要求8所述的SiC納米線改性的碳纖維增強(qiáng)聚酰亞胺復(fù)合材料在航空航天耐熱材料以及結(jié)構(gòu)支撐材料領(lǐng)域的用途。