[發明專利]一種增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011616556.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112778605B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張斌;劉芳宇;朱昊宇
• 申請（專利權）人: 廣東冠豪新材料研發有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L63/00;C08L27/12;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/34;C08K13/04
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 王龐

本發明公開了一種增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料及其制備方法，包括將碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維采用混紡工藝織成基布；將環氧樹脂、氟碳樹脂、硅?氧無機樹脂、溶劑攪拌混合，配成化學溶液；向所述化學溶液中加入納米級碳粉、納米級二氧化鈦、納米級二氧化硅，攪拌混合；繼續加入固化劑、分散劑以及所述基布，攪拌混合，使各材料均勻的附著在基布上；將所述基布取出，烘干即得本發明。本發明的制造工藝簡單易操作，制得的增強型碳纖維/超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料改善了原有材料的性能，可以具有耐沖擊性能和耐高溫性能等優異性能，不僅提高了材料的使用壽命還改善了材料原有的缺點。

技術領域

本發明屬于復合纖維材料技術領域，具體涉及到一種增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料及其制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯纖維是目前世界上比強度和比模量最高的纖維，其分子量在100萬～500萬。其高比強度，高比模量，比強度是同等截面鋼絲的十多倍，比模量僅次于特級碳纖維。纖維密度低，可浮于水面。斷裂伸長低、斷裂功大，具有很強的吸收能量的能力，因而具有突出的抗沖擊性和抗切割性?？棺贤饩€輻射，防中子和γ射線，比能量吸收高、介電常數低、電磁波透射率高。耐化學腐蝕、耐磨性、有較長的撓曲壽命。但其也有它的缺陷，與其它工程塑料相比，高分子量聚乙烯具有表面硬度和熱變形溫度低、彎曲強度以及蠕變性能較差等缺點。這是由于高分子量聚乙烯得分子結構和分子聚集形態造成得。這些問題都可能造成材料的損傷和材料不能廣泛被應用。目前使用的材料大多為單一材料，不具耐高溫耐沖擊性的效果。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有技術中存在的問題，提出了本發明。

本發明的一個目的是提供一種增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料及其制備方法，所制備的增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料改善了原有材料的性能，可以具有耐沖擊性能和耐高溫性能等優異性能，不僅提高了材料的使用壽命還改善了材料原有的缺點。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：一種增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料的制備方法，包括，

稱取原料如下：碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維、環氧樹脂、氟碳樹脂、硅-氧無機樹脂、納米級碳粉、納米級二氧化鈦、納米級二氧化硅、固化劑、分散劑和溶劑；

將碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維采用混紡工藝織成基布；

將環氧樹脂、氟碳樹脂、硅-氧無機樹脂、溶劑攪拌混合，配成化學溶液；

向所述化學溶液中加入納米級碳粉、納米級二氧化鈦、納米級二氧化硅，攪拌混合；

繼續加入固化劑、分散劑以及所述基布，攪拌混合，使各材料均勻的附著在基布上；

將所述基布取出，烘干即得本發明的增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料。

作為本發明增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料的制備方法的一種優選方案，其中：所述稱取原料，按照重量份數稱取碳纖維20～35份，超高分子量聚乙烯纖維30～45份，環氧樹脂12～17份，氟碳樹脂8～13份，硅-氧無機樹脂3～7份，納米級碳粉8～9份，納米級二氧化鈦4～9份，納米級二氧化硅5～8份，固化劑5～6份，分散劑2～5份，溶劑80～100份。

作為本發明增強型碳纖維超高分子量聚乙烯纖維復合纖維材料的制備方法的一種優選方案，其中：所述稱取原料，按照重量份數稱取碳纖維30份，超高分子量聚乙烯纖維40份，環氧樹脂15份，氟碳樹脂11份，硅-氧無機樹脂6份，納米級碳粉9份，納米級二氧化鈦7份，納米級二氧化硅7份，固化劑6份，分散劑4份，溶劑95份。