[發(fā)明專利]一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610128264.4
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105542440A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃文成
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州珍展科技材料有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L77/00;C08L3/08;C08K13/06;C08K9/10;C08K7/06;C08K3/16;C08K3/36;C08K5/098
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料。

背景技術(shù)：

碳纖維是由含碳量高且在熱處理過程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)過熱穩(wěn)定氧化 處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。碳纖維具有耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及 耐腐蝕等特性，其外形有顯著的各向異性、柔軟，可加工成各種織物，碳纖維沿纖維 軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度，碳纖維的比重較小，具有很高的比強(qiáng)度。

碳纖維的主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷燈基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料，在要求高 溫、力學(xué)穩(wěn)定性高的場合，碳纖維復(fù)合材料都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，比如在自行車輪圈的 制造領(lǐng)域，自行車輪圈要求具有極高的強(qiáng)度，傳統(tǒng)的編輻條合金自行車輪圈比較重， 在承受較大的垂直作用力時，容易發(fā)生永久變形，現(xiàn)有的碳纖維自行車輪圈的內(nèi)部中 空，雖然重量小，但是在自行車行駛過程中，黑色碳纖維本體吸熱，導(dǎo)熱能力也比較 差，摩擦產(chǎn)生的熱量造成熱量集中，會造成輪圈軟化，使得安全性大大降低。

中國專利(201010136125.9)公開了一種新型碳纖維復(fù)合材料，其將碳纖維作為外 包材料，聚氨基甲酸酯作為填料，制備成碳纖維復(fù)合材料成品，該材料重量小，使用 方便，散熱性好，安全性能高，但是碳纖維與聚氨基甲酸酯的結(jié)合力差，該材料層間 強(qiáng)度差。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料，其導(dǎo)熱效果好耐高溫性能優(yōu)異， 強(qiáng)度大，抗沖擊性能強(qiáng)。

本發(fā)明的另一個目的是提供該復(fù)合材料的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

碳纖維1-3份，聚氨基甲酸酯10-20份，

聚酰胺樹脂10-20份，無水氯化鈣5-6份，

改性氧化硅1.5-3份，檸檬酸鈉4-8份，

淀粉醚1-5份，分散劑0.8-1.5份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料，以重量份計，包括以下 組分：

碳纖維2.5份，聚氨基甲酸酯20份，

聚酰胺樹脂20份，無水氯化鈣5份，

改性氧化硅2份，檸檬酸鈉6份，

淀粉醚3.5份，分散劑1份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述聚酰胺樹脂為聚酰胺-6、聚酰胺-66、聚酰胺-610 中的一種或多種混合。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述改性氧化硅的粒徑大小為20-30nm，其表面由油酸 單分子膜包覆。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述分散劑為聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、山梨醇 酐油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一種或多種混合。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述固化劑為醋酸鈣、硬脂酸鈣、明膠、丙烯酸樹脂 中的一種或多種混合。

一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將碳纖維、改性氧化硅、檸檬酸鈉、淀粉醚、分散劑和無水氯化鈣混合攪拌 均勻，超聲振動20-50min，繼續(xù)加入聚氨基甲酸酯、聚酰胺樹脂，在100-120℃下，攪 拌混合1-2h，得到混合物料；

(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，烘干，得到高導(dǎo) 熱碳纖維復(fù)合材料。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明在碳纖維復(fù)合材料中添加無水氯化鈣和改性氧化硅，其大大提高了復(fù)合材 料的散熱性能，淀粉醚具有較強(qiáng)的粘結(jié)能力，其與分散劑使得改性氧化硅等無機(jī)填料 分散性好，制備得到的復(fù)合材料穩(wěn)定性好，加工性能好，抗沖擊性能優(yōu)異，耐高溫性 能好。

具體實施方式：

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，實施例只用于解 釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例

一種高導(dǎo)熱碳纖維復(fù)合材料，以重量份計，包括以下組分：

碳纖維1份，聚氨基甲酸酯10份，

聚酰胺樹脂10份，無水氯化鈣5份，

改性氧化硅1.5份，檸檬酸鈉4份，

淀粉醚1份，分散劑0.8份。

其制備方法包括以下步驟：

(1)將碳纖維、改性氧化硅、檸檬酸鈉、淀粉醚、分散劑和無水氯化鈣混合攪拌 均勻，超聲振動20min，繼續(xù)加入聚氨基甲酸酯、聚酰胺樹脂，在100℃下，攪拌混合 1h，得到混合物料；