[發(fā)明專利]一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010256876.8
• 申請(qǐng)日: 2020-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN111531767B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王南南;朱艷秋;雷原;滿泉言;陳丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C39/00
• 分類號(hào): B29C39/00;B29C39/10;B29C45/77;B29C45/78;B29C64/118;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y50/02;C08L27/18;C08K7/06;C08L63/00;C08K3/04;C08K3/08
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 張麗

1.一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟1：制作基體，將碳纖維、聚四氟乙烯、固化劑按重量比為2：1：1的配比進(jìn)行攪拌混合，混合后加入熔融爐中持續(xù)加熱至500℃，加熱期間持續(xù)攪拌，待混合均勻后，利用注塑機(jī)將熔融后的混合物注入到基體模具中，待基體模具在常溫下自然冷卻后打開基體模具，取出碳纖維基片；

步驟2：制作加強(qiáng)材料，將碳纖維、無機(jī)富勒烯、環(huán)氧樹脂、添加劑按重量比為1：0.5：2：1的配比進(jìn)行攪拌混合后，將混合物加入磁力攪拌器，加熱到80℃，加熱期間持續(xù)攪拌20分鐘；

步驟3：將步驟2中磁力攪拌器攪拌后的混合物加入螺旋槳模具的凹槽底部，使攪拌后的混合物浸滿模具的凹槽底部，并保證其比重約占螺旋槳整體的25-30％，然后立即用真空吸盤將步驟1中的碳纖維基片放入到螺旋槳模具中，最后再添加步驟2中占比25-30％的混合物，浸滿整個(gè)模具，物料添加完畢，合模并進(jìn)行固化處理；

步驟4：待步驟3中的模具自然冷卻至室溫時(shí)，打開模具并取出成型的螺旋槳；

步驟5：打磨螺旋槳的邊緣去除毛邊，并對(duì)螺旋槳的表面進(jìn)行拋光處理，完成制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述步驟1中，注塑期間保持注塑壓力為15-25MPa，注塑時(shí)的溫度為500℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述步驟1中碳纖維為甘蔗渣基碳纖維，甘蔗渣基碳纖維的制備過程為：選取甘蔗渣放入裝有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的次氯酸鈉溶液的燒杯中，浸泡12h，然后反復(fù)過濾至濾液PH接近中性，將過濾后的甘蔗渣放入烘干箱，在80℃下干燥10h；

尿素和去離子水體積比為1:1的尿素水溶液將干燥后的甘蔗渣與尿素水溶液接觸，浸泡1h，將浸泡后的甘蔗渣取出，放入烘干箱，在80℃下干燥10h，重復(fù)干燥2-3次得到上漿甘蔗渣；

將得到的上漿甘蔗渣放入真空管式爐中，密封后，通入氮?dú)猓?dāng)排盡空氣后，將真空管式爐的溫度以5℃/min的速度升至400℃，保持400℃碳化40min；

然后將真空管式爐的溫度以5℃/min升至1200℃，保持1200℃石墨化20min得到初步碳纖維；

把初步碳纖維放入45wt％硝酸水溶液中，浸泡30min，取出后放入去離子水中漂洗2次，將氧化后的碳纖維放入烘干箱中，在80℃下干燥10h，即得到甘蔗渣基碳纖維。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述步驟2中的添加劑由防老劑、阻燃劑、固化劑三者同比例混合組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述步驟3中的固化處理為通過中頻加熱爐對(duì)螺旋槳模具進(jìn)行保溫1-3小時(shí)，保溫溫度為180℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述步驟2中的無機(jī)富勒烯為鋁基納米復(fù)合富勒烯材料，所述鋁基納米復(fù)合富勒烯材料的合成過程為：將無機(jī)富勒烯納米顆粒IF-WS2放入乙醇中并使用超聲波探針進(jìn)行分散，將無機(jī)富勒烯納米顆粒IF-WS2與乙醇混合物在80-90℃并帶有劇烈攪拌下與Al粉末混合直至所有乙醇蒸發(fā)，在110-130℃的烘箱中干燥11-13小時(shí)得到初步的混合物樣品，通過熔融沉積成型3D打印技術(shù)，將樣品擠出，打印擠出頭的溫度控制為560～670℃，完成合成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：所述超聲波探針進(jìn)行分散的時(shí)間為0.8-1.2小時(shí)，超聲頻率為80～90KHz，熔融沉積成型3D打印的過程中，熱壓的溫度為560～650℃，壓力為75～85KN，氣氛為N2的條件下熱壓30分鐘。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種無機(jī)富勒烯碳纖維復(fù)合材料無人機(jī)螺旋槳的制備方法，其特征在于：將無機(jī)富勒烯納米顆粒IF-WS2與乙醇混合物加熱到80℃，加入鋁粉顆粒混合，并快速攪拌，直至乙醇完全揮發(fā)，制得20wt％-30wt％IF-WS2與鋁粉的混合固體樣品，然后置于120℃的烘箱中烘干12小時(shí)。