[發(fā)明專利]一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法和加工設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910341521.6
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110053275B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊金;楊淦鋒;楊克儉;宋庭柏;劉霖;陳旭東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東航科新材料有限公司;廣東聚航新材料研究院有限公司
• 主分類號: B29C70/12
• 分類號: B29C70/12;B29C70/34
• 代理公司: 廣州市科豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44467
• 代理人: 龔元元

本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，其公開了一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法，所述的方法具體為：將短切碳纖維和有機(jī)材料混合后熱壓成型即可；所述的熱壓成型過程中熱壓溫度等于或大于有機(jī)材料的熔點，熱壓成型過程中模壓板間距根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的密度進(jìn)行調(diào)整；所述的短切碳纖維和有機(jī)材料重量比為95～99.5：0.5～5；所述的碳纖維復(fù)合材料的密度為50～1000kg/m³。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)碳纖維復(fù)合材料如板材、片材等生產(chǎn)，同時，本發(fā)明還公開了實施該方法的加工設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，具體為一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法和加工設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著飛機(jī)、軌道交通、新型船舶和新能源汽車的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保的需求，對交通工具 (汽車、飛機(jī)、軌道機(jī)車和游輪)的輕量化和舒適性提出了更高的要求，越來越重視交通工具的NVH(噪聲、振動與聲振粗糙度)問題。有統(tǒng)計資料顯示，整車約有1/3的故障問 題是和車輛的NVH問題有關(guān)系，而各大公司有近20％的研發(fā)費用消耗在解決車輛的NVH 問題，NVH處理不好，直接影響乘客的體驗。

目前，提高交通工具NVH性能的常規(guī)做法是在車廂內(nèi)部隔層骨架中鋪設(shè)礦物棉，用于吸聲、減震、隔熱。由于礦物棉的成分中含有石棉，石棉纖維容易吸入人體內(nèi)并沉積在 肺部，造成肺部疾病。同時礦物棉的抗水性不好，長期使用后會吸附水蒸氣，大大降低了 礦物棉材料的吸聲、減震降噪和隔熱保溫性能。因此，尋找一種環(huán)保無石棉，同時具有優(yōu) 異隔音、減震降噪和保溫防寒的新型材料成為人們研究的重點。

常熟市鼎新碳材料有限公司提出一種解決方案，具體為：中國專利申請CN201810067434.1一種碳纖維吸音防寒保溫棉的制備方法，其實施例中記載：先將聚丙烯腈纖維的表面經(jīng)防水涂料表面處理，制備得到氧指數(shù)45％的碳纖維，以質(zhì)量百分比計碳纖維為90％，低熔點聚酯纖維為10％，將碳纖維和低熔點聚酯纖維，經(jīng)過梳理后進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為50℃，通過非織造方式結(jié)合為一體，制備得到密度為13kg/m³的碳纖維復(fù)合材料層。其有益效果部分記載：通過非織造方式生產(chǎn)碳纖維吸音防寒保溫棉，制得的碳纖維吸音防寒保溫棉密度低，導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱保溫性好，隔音吸音性能好，在明火中不燃 不熔，無滴落物，無煙毒氣體產(chǎn)生，同時還具有防水等特點。

由于其為低密度材料，其為蓬松的材料，類似于玻璃棉(密度為10-48Kg/m³)，其保溫、隔音效果自然好，但是不容忽視的問題是：實際應(yīng)用中需在背面涂覆膠粘劑，使得棉 與車體骨架貼合，粘附性能不好的膠粘劑容易脫膠，同時膠水易滲入到棉中，后期更換維 護(hù)時，易產(chǎn)生脫膠、殘膠等現(xiàn)象。同時，膠粘劑也存在著環(huán)保問題。

并且從現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展來看，采用碳纖維和聚酯材料制作防火、隔音、保溫材料只有 這一條路徑。

因為采用有機(jī)材料和碳纖維制備保溫、防火、隔熱材料從現(xiàn)在來看具有一對矛盾項， 即如果有機(jī)材料多，則防火、煙霧、隔音、保溫則受影響；如果有機(jī)材料少，則只能通過蓬松的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)防火、隔音、保溫的目的，并且任何試圖將低比例的有機(jī)材料和碳纖維材料制備成為具有較大密度的材料的嘗試都是失敗的。

所以，上述的矛盾就是本方案提出的基礎(chǔ)和出發(fā)點。而本方案解決該矛盾的直接工業(yè) 應(yīng)用的目的在于，在保留低密度復(fù)合材料的優(yōu)點的前提下，提高密度，實現(xiàn)可打孔安裝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供碳纖維復(fù)合材料的制備方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)碳纖維復(fù)合材料 如板材、片材等生產(chǎn)，同時，本發(fā)明還公開了實施該方法的加工設(shè)備。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種碳纖維復(fù)合材料的制備方法，將短 切碳纖維和有機(jī)材料混合后熱壓成型即可；所述的熱壓成型過程中熱壓溫度等于或大于有 機(jī)材料的熔點，熱壓成型過程中模壓板間距根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的密度進(jìn)行調(diào)整；所述的 短切碳纖維和有機(jī)材料重量比為95～99.5：0.5～5；所述的碳纖維復(fù)合材料的密度為50～ 1000kg/m³。