[發明專利]一種導電防火碳纖維復合板及其制備方法

在審

• 申請號: 202110404533.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113085290A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王新;周楚凡
• 申請（專利權）人: 江蘇威久科技發展有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;D01F1/07;D01F1/09;D01F6/92;D06M11/46;D06M11/83
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本發明公開了一種導電防火碳纖維復合板，具體涉及碳纖維復合板技術領域，包括以下原料：改性碳纖維、導電阻燃纖維、無水乙醇、納米鎳、二氧化鈦、導電炭黑和偶聯劑，所述導電阻燃纖維包括阻燃PET和導電母粒。本發明將壓縮后的碳纖維浸泡入含有納米鎳和二氧化鈦的分散液中，納米鎳能夠進入到碳纖維的孔隙中能夠防止碳纖維復合板內部局部電阻較高，使得碳纖維復合板的導電性能較好，而二氧化鈦能夠負載在碳纖維上，能夠減緩納米鎳的氧化，提高改性碳纖維的抗老化性和強度，導電阻燃纖維采用阻燃PET和導電母粒制作而成，導電阻燃纖維與改性碳纖維混合既能夠有效提高碳纖維復合板的阻燃防火性能，又能夠使碳纖維復合板具有較高的導電性能。

技術領域

本發明涉及碳纖維復合板技術領域，更具體地說，本發明涉及一種導電防火碳纖維復合板及其制備方法。

背景技術

隨著材料科學的高速發展,功能型復合材料越來越受到各國學者的關注。其中,具有高性能、高附加值的木質復合材料逐漸成為了這一領域的研究熱點。為滿足人們對木質材料的多方面性能要求,碳纖維木質復合材料應運而生。碳纖維作為一種先進的復合材料，在航空航天、核能設備、交通運輸以及隱形武器等多種領域得到了廣泛應用。碳纖維不但具有高比強度和比模量、低熱膨脹系數、耐高溫、耐腐蝕、抗蠕變以及自潤滑等一系列優異的性能，還具有纖維的柔性和可編織性等特點。為進一步加強碳纖維的其他物理和化學性能，通常會將碳纖維與別的材質的板材復合，從而達到增強性能的目的。碳纖維是指在惰性氣氛中，由有機纖維或者瀝青纖維經過高溫碳化而成的碳素纖維，該纖維分子結構介于金剛石和石墨之間，含碳量超過90%的多環結構，目前商業和軍事用碳纖維按照原料的不同可以分為三大類，分別為：黏膠基、瀝青基以及聚丙烯腈基碳纖維。

碳纖維板由于其重量輕、柔韌性好，并且施工便利、質量保證，被廣泛使用，但是現有的碳纖維復合板在使用過程中存在導電性能不足，不能滿足電力設備的使用，而且阻燃效果不佳。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種導電防火碳纖維復合板及其制備方法，本發明所要解決的問題是：如何提高碳纖維復合板的導電性能和防火性能，滿足碳纖維復合板在電力設備中的使用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種導電防火碳纖維復合板，包括以下重量份的原料：改性碳纖維40-60份、導電阻燃纖維5-10份、無水乙醇1-5份、納米鎳2-6份、二氧化鈦2-6份、導電炭黑1-5份和偶聯劑0.5-1.5份，所述導電阻燃纖維包括阻燃PET和導電母粒。

在一種優選的實施方式中，包括以下重量份的原料：改性碳纖維45-55份、導電阻燃纖維6-8份、無水乙醇2-4份、納米鎳3-5份、二氧化鈦3-5份、導電炭黑2-4份和偶聯劑0.8-1.2份，所述導電阻燃纖維包括阻燃PET和導電母粒。

在一種優選的實施方式中，包括以下重量份的原料：改性碳纖維50份、導電阻燃纖維7份、無水乙醇3份、納米鎳4份、二氧化鈦4份、導電炭黑3份和偶聯劑1份，所述導電阻燃纖維包括阻燃PET和導電母粒。

在一種優選的實施方式中，所述二氧化鈦為納米級二氧化鈦，所述導電炭黑為納米級導電炭黑，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑，所述阻燃PET和導電母粒的質量比1：（4-6）。

本發明還提供一種導電防火碳纖維復合板的制備方法，具體制備步驟如下：

步驟一：改性碳纖維的制備，將納米鎳加入到無水乙醇中形成分散液備用，將碳纖維在熱壓機內部壓縮，然后將壓縮后的碳纖維放入分散液中，對分散液進行加熱，使得碳纖維在加熱后的分散液中浸泡1-2小時，然后將二氧化鈦放入分散液中，繼續浸泡2-3小時，浸泡完成后將碳纖維取出放入烘箱中進行干燥，干燥完成后得到改性碳纖維；

步驟二：導電阻燃纖維的制備，將稱取的阻燃PET和導電母粒分別進行干燥，干燥完成后分別進行熔融擠壓，將熔融擠壓的阻燃PET和導電母粒攪拌混合均勻，然后進行噴絲、冷卻成型得到導電阻燃纖維；