[發明專利]一種高強度碳纖維基復合陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611112533.4
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106587937A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 馬志明
• 申請（專利權）人: 蘇州洛特蘭新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00;C04B35/622;C04B35/634;C04B35/632;C04B35/63
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

1.一種高強度碳纖維基復合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：陶瓷粉30-40份、羥基磷灰石5-8份、鋇長石5-8份、鋰云母5-6份、醋酸纖維12-15份、聚氨酯2-5份、叔丁基過氧化氫2-3份、三甲氧基硅烷3-6份、甲基三乙酰氧基硅烷1-4份、木質素磺酸鈉4-7份、丙烯酸羥丙酯2-5份、聚乙二醇1-4份、十二胺基磺酸鈉4-8份、氮化鋁1-2份、氯化銨1-4份、氧化鐵2-5份、氧化亞銅2-6份、硅酸鈉2-5份、三聚磷酸鈉1-2 份、抗氧化劑1-4份、穩定劑2-5份、偶聯劑1-2份。

2.根據權利要求1所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料，其特征在于：所述抗氧化劑為2，2'-甲撐雙(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羥基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羥基十八烷酸酰替苯胺中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料，其特征在于：所述穩定劑為2-乙基乙酸鉛、蓖麻酸鈣、硬脂酸鋅、丹桂酸鋇中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料，其特征在于：所述偶聯劑選自三異硬酯酸鈦酸異丙酯、異丙基三（二辛基焦磷酰基)鈦酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯鈦、異丙基三(正乙氨基—乙氨基)鈦酸酯中的任意一種或幾種。

5.根據權利要求1-4任一所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）按照重量份稱取各原料；

（2）將陶瓷粉、羥基磷灰石、鋇長石、鋰云母加入雷蒙磨粉機中進行研磨，磨粉機功率為22KW，混合物粒度為200-300目;

（3）將醋酸纖維、聚氨酯、叔丁基過氧化氫、三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、氮化鋁、氯化銨、氧化鐵、氧化亞銅、抗氧化劑、步驟（2）的粉末混合物一起加入高溫試驗電爐燒結，將得到的高溫燒結物水淬，冷卻得到陶瓷塊，高溫燒結溫度為450-500℃，高溫燒結時間為10-25分鐘；

（4）將步驟（3）的陶瓷塊、木質素磺酸鈉、丙烯酸羥丙酯、聚乙二醇、十二胺基磺酸鈉一起加入球磨機，料球比例為1：8，球磨時間為4小時；

（5）將步驟（4）的球磨粉碎物過篩分選，收集過篩混合物；

（6）將步驟（5）的過篩混合物、硅酸鈉、三聚磷酸鈉、穩定劑、偶聯劑注入高壓勻質機中攪拌均勻，轉速1000-1500轉/分鐘，壓強為0.5-1MPa，混合攪拌15-30分鐘；

（7）將步驟（6）的攪拌混合物注入模具中壓制成型，所得胚體在4-10℃氮氣保溫箱中固定、脫膠30分鐘；

（8）將步驟（7）的胚體放入真空高溫煅燒爐中進行燒結成型，煅燒溫度為780-860℃，真空壓強為0.2-0.5Pa，真空燒結時間為60-90分鐘；

（9）將步驟（8）的煅燒模型緩慢降至室溫后，去模、脫蠟、放于60℃氮氣保溫箱中養護2-4小時，即得成品。

6.根據權利要求5所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，水淬的條件為：入水溫度為10-15℃，水淬時間為45秒。

7.根據權利要求5所述的高強度碳纖維基復合陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（5）中，篩孔徑為200目。