[發(fā)明專(zhuān)利]適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811595417.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109437956A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市馭晟新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/83
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 深圳市道勤知酷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44439
• 代理人: 何兵;饒盛添

1.一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板，其特征在于，所述碳碳復(fù)合材料平板由碳纖維，樹(shù)脂炭或樹(shù)脂炭與碳填料混合體組成，其中，以體積百分比計(jì)，所述碳纖維：樹(shù)脂炭：碳填料＝30％-60％：20-40％：5％-30％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板，其特征在于，所述的碳纖維為PAN基碳纖維、瀝青基碳纖維和黏膠基碳纖維的一種或組合。

3.權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)編制碳布：將碳纖維編織成碳布，并將碳布剪裁成相應(yīng)的尺寸；

2)制備膠體：采用殘?zhí)柯瘦^高的熱固性樹(shù)脂或碳填料與熱固性樹(shù)脂的混合體制備膠體；

3)涂膠：用涂膠機(jī)或刷子，將制備好的膠體均勻涂抹在所述步驟1)編制的碳布表面，使其充分浸透碳布；

4)疊層：將至少2層所述步驟3)涂過(guò)膠體的碳布疊層至所需的厚度，得到碳碳復(fù)合材料預(yù)制體；

5)干燥：將所述步驟4)疊層后的所述碳碳復(fù)合材料預(yù)制體放入烘箱中干燥；

6)熱壓固化：將所述步驟5)干燥后的碳碳復(fù)合材料預(yù)制體放在熱壓機(jī)的平臺(tái)上進(jìn)行加熱加壓固化；

7)熱壓碳化：將所述步驟6)熱壓固化后的碳碳復(fù)合材料預(yù)制體放入碳化爐中進(jìn)行碳化處理，得到碳碳復(fù)合材料坯材；

8)機(jī)械加工：將所述步驟7)得到的碳碳復(fù)合材料坯材加工成所需的形狀，得到最終的產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟1)編制的碳布面密度為200～400g/m²，所述碳布再進(jìn)行干燥處理，處理溫度為60-80℃，處理時(shí)間為1-2h。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述編織的碳布為單向布、雙向布、平紋布、斜紋布或緞紋布中的任一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟2)制備的膠體為殘?zhí)柯瘦^高的熱固性樹(shù)脂為質(zhì)量分?jǐn)?shù)殘?zhí)柯矢哂?6％的熱固性樹(shù)脂；所述碳填料是石墨，炭黑或短纖維中的任一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述的熱固性樹(shù)脂包括熱固性酚醛樹(shù)脂，改性的酚醛樹(shù)脂，呋喃樹(shù)脂，聚酰亞胺樹(shù)脂中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟5)的干燥工藝為在60-70℃加熱1-2h，再在80℃加熱1h。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟6)的熱壓固化包括先后的低壓固化和高壓固化兩個(gè)階段。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述低壓固化的溫度120-140℃，壓力1-5MPa，低壓時(shí)間1-2h；高壓固化的溫度為180-200℃，壓力5-10MPa，保溫時(shí)間1-2h。

11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟7)熱壓碳化時(shí)要處于真空或者惰性氣體保護(hù)的環(huán)境中，同時(shí)板材上面需要施加4-8MPa的壓力。

12.根據(jù)權(quán)利要求3或11所述的一種適用于熱壓法快速制備的碳碳復(fù)合材料平板的制備方法，其特征在于，所述步驟7)熱壓碳化升溫的過(guò)程及速率如下：

a)在室溫或熱壓固化溫度-400℃之間，壓力4-8MPa，升溫速率為5-10℃/min；

b)在400℃，壓力4-8MPa，保溫0.5-2h；

c)在400℃-550℃之間，壓力4-8MPa，升溫速率為1-3℃/min；

d)在550℃，壓力4-8MPa，保溫0.5-2h；

e)在550℃-900℃之間，壓力4-8MPa，升溫速率為5-10℃/min；

f)在900℃左右，壓力4-8MPa，保溫1-2h，確保樹(shù)脂完全碳化，然后隨爐冷卻至室溫。