[發(fā)明專利]一種碳纖維增強耐高溫復合材料管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810102055.1
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108215346A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 朱波;喬琨;張敏;劉玉蘭;周亮
• 申請（專利權）人: 山東中恒景新碳纖維科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: B32B1/08
• 分類號: B32B1/08;B32B15/18;B32B5/02;B32B27/04;B32B27/08;B32B15/14;B32B27/12;B32B15/08;B32B9/00;D06M15/41;D06M15/39;D06M15/55;D06M101/40
• 代理公司: 北京恩赫律師事務所 11469
• 代理人: 趙文成

1.一種碳纖維增強耐高溫復合材料管，其特征在于，由內到外依次包括不銹鋼內層、高溫隔熱復合材料層、軸向強度層和最外剛性層，其中：

所述高溫隔熱復合材料層在不銹鋼內層表面采用碳纖維和陶瓷纖維混雜編織預制體結構浸漬改性樹脂復合而成；

所述軸向強度層在高溫隔熱復合材料層外采用碳纖維與耐高溫樹脂復合而成，所述碳纖維采用軸向排布結構；

所述最外剛性層采用二維編織結構的高模量碳纖維增強耐高溫樹脂浸漬復合而成。

2.根據(jù)權利要求1所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管，其特征在于，所述不銹鋼內層的厚度為2-5mm，所述高溫隔熱復合材料層的厚度為2-5mm，所述軸向強度層的厚度為4-5mm，所述最外剛性層的厚度為4-5mm。

3.一種權利要求1-2任一所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，包括：

步驟1：不銹鋼內層的制備：采用特種合金鋼制備不銹鋼內層，特種合金鋼為310S奧氏體鉻鎳不銹鋼、800N8800鎳鐵鉻合金或600N06600鎳鉻系鎳基合金；

步驟2：高溫隔熱復合材料層的制備：在步驟1制備的不銹鋼內層表面采用碳纖維和陶瓷纖維混雜編織高溫隔熱復合材料層預制體結構浸漬改性樹脂復合而成，采用改性樹脂在-0.06～-0.1MPa真空度浸漬高溫隔熱復合材料層預制體，固化一定時間成型；

步驟3：軸向強度層的制備：在步驟2得到的高溫隔熱復合材料層的表面采用碳纖維軸向排布結構在-0.06～-0.1MPa真空度下真空導入浸漬耐高溫樹脂，加熱固化一定時間成型；

步驟4：最外剛性層的制備：在步驟2得到的軸向強度層的表面采用高模量碳纖維二維編織結構，在-0.06～-0.1MPa真空度下真空導入浸漬耐高溫樹脂，熱固化成型。

4.根據(jù)權利要求3所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟2中，高溫隔熱復合材料層的碳纖維為T300、T700、T800、T1000或T1200；

陶瓷纖維為碳化硅纖維、氧化鋁纖維、碳化硼纖維或氮化硼纖維。

5.根據(jù)權利要求4所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟2中，預制體結構采用三維四向、三維五向、三維七向或2.5維結構。

6.根據(jù)權利要求5所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟2中，改性樹脂為酚醛樹脂、呋喃樹脂或環(huán)氧樹脂；

改性樹脂中添加隔熱石英或氧化鋁陶瓷空心球進行隔熱改性，空心球的比例為5-20％。

7.根據(jù)權利要求6所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟2中，空心球為混級球或分級球，所述混級球的粒徑為0.2-5mm，所述分級球的粒徑分別為0.2-1mm、1-2mm、2-3mm、3-5mm。

8.根據(jù)權利要求7所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟2中，高溫隔熱復合材料層的制備過程中固化溫度為120-150℃，固化時間為1-4小時。

9.根據(jù)權利要求3所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟3中，碳纖維為T300、T700、T800、T1000或T1200，耐高溫樹脂為酚醛樹脂、呋喃樹脂或環(huán)氧樹脂；

固化溫度為120-150℃，固化時間為1-4小時。

10.根據(jù)權利要求3所述的碳纖維增強耐高溫復合材料管的制備方法，其特征在于，步驟4中，高模量碳纖維為M35J、M40J、M45J、M55J或M60J，耐高溫樹脂為酚醛樹脂、呋喃樹脂或環(huán)氧樹脂；

固化溫度為120-150℃，固化時間為1-4小時。