[發明專利]一種碳纖維增強聚氨酯篩網的生產工藝方法

在審

• 申請號: 202010428190.2
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111500050A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 郭坤
• 申請（專利權）人: 馬鞍山卓凡新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K9/12;C08K9/10;C08K9/02;C08K9/00;C08K9/04;C08K9/06;C08K7/00;C08K3/38;C08K7/06;C08K3/30;C08J5/06;B07B1/46
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 蓋貝貝

1.一種碳纖維增強聚氨酯篩網的生產工藝方法，其特征在于，按如下步驟進行：

（1）活化氮化硼納米片的制備：

a、稱取100份氮化硼粉末放入反應釜中，再稱取25~30份濃硫酸與氮化硼粉末33~45份混合攪拌.將燒杯放入-5~0℃冰水浴中，稱取0.5~1份高錳酸鉀緩慢地加人到氮化硼和濃硫酸的混合體系中反應10~12h，反應過程中持續攪拌；隨后，向反應體系中滴加10份質量分數28~30%的雙氧水， 將反應后所得懸浮液在2000~3000rpm條件下離心10min， 去除大塊未被剝離的氮化硼粉末.將上層液體用微孔抽濾，再用去離子水洗滌，直到濾液pH值成中性，通過高速剪切機進行高速剪切剝離，加入溶劑35~50份和分散劑，得到氮化硼納米片分散液；

b、將上述氮化硼納米片分散液靜置8~24h，取上層穩定分散液，采用-51℃真空冷凍干燥制得剝離的氮化硼納米片粉末；

c、將超聲處理后的氮化硼納米片粉末進行微波輻射處理，300~900W下微波輻射3~10min至溶劑揮發完畢，在微波作用下改性，得表面改性氮化硼納米片粉末；

d、取上述表面改性氮化硼納米片粉末與0.5~1.5份氫氧化鈉混合，在氮氣保護下于管式爐中400~600℃下進行活化0.5~4h，得到活化氮化硼納米片；

（2）氮化硼/碳纖維骨架的制備：

a、將上述活化氮化硼納米片分散于上漿劑中，所述上漿劑采用質量分數10~15%的水性PVA溶液加熱到90~100℃下， 攪拌分散均勻后，加入含有四硫代鉬酸銨以0.3~0.4g/ml的濃度的二氧六環溶液，PVA溶液和二氧六環溶液混合到以3：5的體積比均勻分散，同時加入步驟（1）得到的活化氮化硼納米片，活化氮化硼納米片與上漿劑的重量比為1︰50~1︰100；

b、將碳纖維絲束浸置于上漿體系中，充分浸濕后得到經氮化硼納米片包覆的碳纖維絲束，然后，再將碳纖維絲束經過擠壓、定型、燒結用10℃每分鐘的升溫速率在400℃的氫氣氣氛下處理1~2h，得氮化硼/碳纖維骨架；

（3）氮化硼/碳纖維骨架的處理

a、對氮化硼/碳纖維骨架進行活化處理，處理時以0.5mol/L碳酸氫銨作為電解質溶液.電流密度為0.15mA/cm².電解溫度30℃，電解時間為90~120s對碳纖維進行連續化電化學氧化處理；用循環蒸餾水清洗，除去纖維表面殘余的電解質：再經100℃干燥上膠收絲，得活化處理后的氮化硼/碳纖維骨架；

b、活化碳纖維骨架表面改性，將KH-550偶聯劑試劑和乙醇按20︰80質量比配制成溶液，靜置3~5min，將活化處理后的碳纖維骨架加入乙醇洗滌，風干，浸入KH-550偶聯劑乙醇溶液中，并用超聲波振蕩處理,10~20min，然后用乙醇洗滌，過濾，60℃烘干即得處理好的氮化硼/碳纖維骨架；

（4）澆注聚氨酯篩網

a、將處理好的氮化硼/碳纖維骨架放入模具中，占據模具的空間為28~33%，加入異氰酸酯和聚合物多元醇和催化劑進行澆注，澆注時壓強為0.6~0.8MPa，模具溫度為80~100℃，異氰酸酯占聚合物多元醇重量計用量的55~77%，催化劑占占聚合物多元醇重量計用量的0.1~0.5%，澆注完成后進行固化處理，固化溫度100℃，固化處理時間4~8h后，即得。

2.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚氨酯篩網的生產工藝方法，其特征在于，步驟（1）所述分散劑重量為氮化硼納米片重量的的5~10%，所述溶劑采用去離子水、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中的一種，所述分散劑采用烯丙基磺酸鈉、聚乙烯吡絡烷酮、聚乙二醇中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚氨酯篩網的生產工藝方法，其特征在于，步驟（1）所述高速剪切機的剪切功率50~65Hz，剪切時間10~60min。

4.根據權利要求1所述的一種碳纖維增強聚氨酯篩網的生產工藝方法，其特征在于，所述步驟（3）中的烘干過程為首先將卷繞成型的碳纖維骨架在60~80℃下烘烤5~8min，然后升溫至120~140℃恒溫1~4h，最后空冷至室溫。