[發明專利]一種液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111372502.3
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN113896561B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 唐波;吳新鋒
• 申請（專利權）人: 杭州幄肯新材料科技有限公司;湖州幄肯中欣新能源科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/622
• 代理公司: 湖南天地人律師事務所 43221
• 代理人: 劉擎天

1.一種液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料，其特征在于，制備所述碳纖維/碳復合熱場材料的原材料組成及其質量份數包括：

碳纖維軟氈：100份

納米碳纖維膠：1-5份

碳纖維布：25-30份

膠黏劑體系：50-150份

CVD沉積碳：100-300份

所述碳纖維軟氈為硅烷偶聯劑處理過的碳纖維軟氈，碳纖維軟氈是由長碳纖維經過氣流成網-針刺成氈工藝制備得到，碳纖維軟氈的Z向纖維與X-Y面內纖維之比為1：（50-150），密度為 500-700克/米²，厚度為10±1毫米；所述長碳纖維的長度為10-15厘米；

所述液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料的制備方法包括以下步驟：

（1）浸漬納米碳纖維軟氈：將碳纖維軟氈浸漬到納米碳纖維膠中，制備得到納米碳纖維復合碳纖維氈；

（2）復合碳纖維布：將制備的納米碳纖維復合碳纖維氈與碳纖維布復合制備得到碳纖維布復合碳纖維氈；

（3）針刺加強：使用針刺的方法將碳纖維布復合碳纖維氈中的部分碳纖維和納米碳纖維從X-Y平面內，針刺到Z方向，加強纖維布與纖維氈的界面強度，得到針刺碳纖維布復合碳纖維氈；

（4）多層復合和針刺：將步驟（3）得到的針刺碳纖維布復合碳纖維氈多層復合在一起，然后繼續針刺，得到多層復合針刺碳纖維布復合碳纖維氈；

（5）浸漬樹脂+固化：多層復合針刺碳纖維布復合碳纖維氈，與膠黏劑體系進行液相浸漬，然后在壓機內，通過加熱進行固化，制得樹脂復合多層復合針刺碳纖維布復合碳纖維氈；

（6）碳化：將步驟（5）制得的樹脂復合多層復合針刺碳纖維布復合碳纖維氈放置在高溫爐中進行碳化和石墨化處理，得到碳化碳纖維布復合碳纖維氈；

（7）CVD氣相沉積：將甲烷或乙烷導入碳化碳纖維布復合碳纖維氈孔隙中，產生沉積碳，制備得到CVD氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料。

2.根據權利要求1所述的液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料，其特征在于，所述的碳纖維布為硅烷偶聯劑處理過的碳纖維布，所用的碳纖維為聚丙烯腈基、黏膠基或瀝青基的一種，碳纖維為連續纖維，碳纖維布的面密度為200-300 克/米²。

3.根據權利要求1所述的液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料，其特征在于，所述的納米碳纖維膠為納米碳纖維與樹脂膠的復合物，所述樹脂膠為酚醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛或瀝青，納米碳纖維的長度為10-30 微米，直徑為100-200納米，納米碳纖維膠中，納米碳纖維的質量占比為50%。

4.根據權利要求1所述的液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料，其特征在于，所述的膠黏劑體系為酚醛樹脂或者瀝青基樹脂聚合物體系，其固含量為75%以上。

5.根據權利要求1所述的液相-氣相沉積碳纖維/碳復合熱場材料，其特征在于，所述的CVD沉積碳是由烷烴經過高溫裂解而獲得的黏結碳，所述烷烴為甲烷或乙烷。