[發明專利]一種受電弓滑板用短切碳纖維增強碳/碳復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610868451.6
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106631083B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 張東生;吳恒;姚棟嘉;劉喜宗;楊超;牛利偉
• 申請（專利權）人: 鞏義市泛銳熠輝復合材料有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622;B60L5/20
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

1.一種受電弓滑板用短切碳纖維增強碳/碳復合材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：

（1）將短切碳纖維、中間相瀝青粉和分散劑放入水中制成料漿；其中，所述短切碳纖維占短切碳纖維和中間相瀝青粉兩者總質量的20 ~ 70wt%，短切碳纖維和中間相瀝青粉兩者總質量占水質量的40 ~ 60 wt%，所述分散劑占水質量的0.5 ~ 2.0wt%；

（2）將步驟（1）制備的料漿倒入金屬容器中，放入冷凍干燥機內，真空下冷凍至-50 ~ -30℃，保溫20 ~ 40 min；升溫至-20 ~ -10℃，保溫20 ~ 40 min；繼續升溫至-10 ~ -5℃，保溫20 ~ 40 min；繼續升溫至-1~ 0℃，保溫至完全干燥；泄真空，取出，制得碳纖維增強體；

（3）對步驟（2）制備的碳纖維增強體進行模壓成型，制得坯體；

（4）對步驟（3）制備的坯體進行碳化處理；

（5）取中間相瀝青粉，融化后，再將步驟（4）碳化處理后所得材料浸漬液相的中間相瀝青；

（6）將步驟（5）浸漬中間相瀝青后所得材料在與步驟（4）相同的處理條件下進行碳化處理；

（7）重復步驟（5）和（6）4 ~ 6次；

（8）石墨化處理，即得目標材料。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述短切碳纖維占短切碳纖維和中間相瀝青粉兩者總質量的30wt%，短切碳纖維和中間相瀝青粉兩者總質量占水質量的50wt%，所述分散劑占水質量的1.5wt%。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述短切碳纖維為短切中間相瀝青基碳纖維，其長度為1 ~ 50 mm。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（1）和（5）中，所述中間相瀝青粉的粒度為100 ~ 500 目。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉或羥乙基纖維素。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（3）中，模壓成型溫度為200 ~300℃，成型壓力為5 ~ 30 MPa，保壓時間2 ~ 6 h。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（4）具體為：將步驟（3）制備的坯體放置于碳化爐中，以15 ~ 25℃/h的升溫速率升溫至300 ~ 400℃；再以2 ~ 5℃/h的升溫速率繼續升溫至600 ~700℃；再以5 ~ 15℃/h的升溫速率繼續升溫至900 ~1000℃，保溫1~ 3h；降溫。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（5）中，浸漬溫度為300 ~ 400℃，浸漬壓力為1 ~ 15MPa，保壓時間為2 ~ 6 h。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟（8）中，石墨化處理溫度為2100 ~2700℃，保溫時間為2 ~ 6 h。