[發(fā)明專利]一種利用邊料生產(chǎn)碳碳復(fù)合板材的工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910284823.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN110105077A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海波;劉時(shí)偉;甘晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興啟晟碳材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/83
• 分類號(hào): C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 俞磊

本發(fā)明公開了一種利用邊料生產(chǎn)碳碳復(fù)合板材的工藝，以短切碳纖維或碳纖維3D編織預(yù)制體為骨架，軟、硬質(zhì)碳纖維氈邊料研磨的粉末為填充材料，通過模壓/真空抽濾、碳化、增密及高溫工藝制得的碳/碳復(fù)合材料板材。本發(fā)明以短切碳纖維大絲束或碳纖維編織預(yù)制體為增強(qiáng)骨架，碳纖維邊料回收制得粉末為填充材料，均勻分散在增強(qiáng)骨架中，提高了復(fù)合材料板材的均勻度，增加了強(qiáng)度；降低了骨架材料的孔隙率，可減少后續(xù)增密周期，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳碳復(fù)合板材制備領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種利用邊料生產(chǎn)碳碳復(fù)合板材的工藝。

背景技術(shù)

隨著碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用越來越廣泛，其廢棄物也越來越多，廢棄物的回收利用目前成為產(chǎn)業(yè)界和社會(huì)面臨的新問題。

通常來說，對(duì)碳纖維廢料的回收有幾種方法，一種是焚燒碳纖維廢料，利用其燃燒產(chǎn)生的熱能量，但這一過程會(huì)釋放大量有毒氣體，同時(shí)掩埋燃燒后的灰分會(huì)對(duì)土壤造成二次污染。另一種是將碳纖維廢料或碳纖維復(fù)合材料廢料通過切碎、碾碎等方法，制成顆粒、細(xì)粉等加以利用，經(jīng)這樣處理的材料，通常只是用作建筑填料、鋪路材料、水泥原料等。

上述兩者方法既造成材料的極大浪費(fèi)，更造成環(huán)境的嚴(yán)重污染。

為了解決上述問題，專利CN105016325給出了一種用炭氈廢料加工制造短切炭纖維與炭顆粒混合物的方法，所得產(chǎn)品不纏繞且沒有團(tuán)結(jié)成球現(xiàn)象，分布均勻。該發(fā)明主要將廢料加工成短切碳纖維，作為增強(qiáng)材料添加至合成材料中，但碳纖維在回收過程中的再次短切，其強(qiáng)度已受到嚴(yán)重破壞。

專利CN101062595公開了一種碳纖維/玻璃纖維復(fù)合材料制作過程中廢棄邊角料的應(yīng)用及其制品，主要是將邊角料回收利用制成纖維方向隨機(jī)分散的新型碳纖維/玻璃纖維復(fù)合片材。但該發(fā)明僅局限于對(duì)未經(jīng)過碳化高溫的復(fù)合材料中的碳纖維的回收再利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用邊料生產(chǎn)碳碳復(fù)合板材的工藝，主要涉及軟、硬質(zhì)碳纖維氈的裁切邊料的回收。生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了軟、硬質(zhì)碳纖維氈邊料的回收再利用。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種利用邊料生產(chǎn)碳碳復(fù)合板材的工藝，包括如下步驟：

1)將軟質(zhì)的碳纖維氈短切成小塊，并研磨成碳纖維粉末，細(xì)度為50～500目；

2)將硬質(zhì)的碳纖維氈粉碎成顆粒，并研磨成碳纖維粉末，細(xì)度為50～500目；

3)將步驟1)和步驟2)制取的碳纖維粉末與長(zhǎng)度為30～150mm的短切碳纖維大絲束加入到粘結(jié)劑和乙醇中，通過振動(dòng)攪拌充分混合中，使?jié){料分散均勻，然后將漿料注入到模具中并，進(jìn)行真空抽濾干燥；

4)模壓，其具體工藝流程如下：

a)將步驟3)處理完成的漿料連同模具一起放入平板壓機(jī)進(jìn)行熱壓固化；

b)將壓機(jī)溫度從室溫上升至115～130℃，升溫功率為60～90kw，并在130～140℃的溫度下保溫1～3h；

c)加初壓0.5～1MPa；升溫至145～155℃，升溫功率為60～90kw，并在155～160℃的溫度下保溫0.5～1h；

d)繼續(xù)升溫至165～170℃，升溫功率為60～90kw，并在170～180℃的溫度下保溫1～1.5h；

e)分階段加壓至5～10MPa，斷電后繼續(xù)保壓1～3h后卸壓脫模；

5)對(duì)脫模后的碳碳復(fù)合板材進(jìn)行碳化處理，所述碳化的溫度為800～1200℃，碳化的時(shí)間為8～10h；

6)對(duì)碳化后的碳碳復(fù)合板材進(jìn)行增密處理，增密采用液相浸漬工藝與氣相沉積工藝相結(jié)合。