[發明專利]一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610083838.0
• 申請日: 2016-02-06
• 公開（公告）號: CN105690807B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 黃劍鋒;李文斌
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: B29C70/50
• 分類號: B29C70/50;B29C70/54;B29C51/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)配制無機化合物所需要的鹽溶液C，并調節其Ph為堿性；

(2)將步驟(1)的溶液C置于反應釜內，并在反應釜內加入短切碳纖維片D，將反應釜密封后置于水熱感應加熱設備中，在感應交變磁場的作用下，鹽溶液C變為無機化合物，并負載在短切碳纖維片D表面，然后將反應釜冷卻至室溫，將負載有無機化合物的短切碳纖維片取出，清洗、干燥；水熱感應加熱的感應頻率為10～500KHz，感應電流為0～1200A的范圍內；反應釜的填充比為40～80％；

(3)將步驟(2)得到的短切碳纖維片D置于重量百分比為20～50％的粘結劑添加劑溶液中進行浸漬，然后烘干；

(4)將步驟(3)得到的短切碳纖維片于硫化機上熱壓成型，控制硫化機的熱壓溫度為150～180℃，熱壓時間為10～20min，熱壓壓力為3～8MPa，即得到具有優異界面結合的短切碳纖維/無機非金屬氧化物增強高分子基復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：所述的粘結劑添加劑為具有熱固性或熱塑性且耐熱耐化學腐蝕的高分子材料。

3.根據權利要求2所述的一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：所述粘結劑添加劑可以是熱固性樹脂，包括不飽和聚酯、環氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚酰亞胺樹脂以及有機硅樹脂；也可以為熱塑性樹脂，包括聚烯烴、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮。

4.根據權利要求2或3所述的一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：所述的粘結劑添加劑通過噴涂或者抽濾的方式實現。

5.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：所述的短切碳纖維片D是根據以下方法得到的：首先將短切碳纖維依次用丙酮、去離子水清洗后，烘干，然后將其置于0.1～2mol/L的硝酸溶液中浸泡，再用去離子水清洗、干燥，最后將短切碳纖維溶于水中，通過砂芯漏斗抽濾裝置對其進行抽濾。

6.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強高分子基復合材料的制備方法，其特征在于：所述無機化合物包括氧化物、硫化物或其他，所述氧化物包括金屬氧化物和非金屬氧化物，所述金屬氧化物包括氧化銅、氧化鋅、氧化錳、氧化鈦、氧化鋁、氧化鉬、氧化鎢或其他金屬氧化物，所述非金屬氧化物包括氧化硅、氧化鈣或其他無機非金屬氧化物；所述硫化物包括硫化鉬、硫化鎢、硫化釩、硫化銅、硫化鐵或其他硫化物，所述其他包括羥基磷灰石、磷酸鎬、硅酸鈣或硅酸釔。

7.一種根據權利要求1至6中任意一項所述的方法制備的一種碳纖維增強高分子基復合材料，其應用于汽車自動剎車片上。